EMS03-Relaciones Volumétricas.pdfcssscdc

suelos

1. Ing. Nicomedes Alexis Vergara
Segundo Semestre, 2025

2. Ing. Alexis Vergara
Nota Aclaratoria.
Esta es una presentación de índole
académica, por lo tanto, algunas
diapositivas contienen la cantidad de
texto necesario para que el alumno
pueda estudiar.
Considere que una presentación
profesional debe contener poco texto
y muchas imágenes y gráficos.
Los textos e imágenes contenidas en esta presentación
son de uso exclusivo para fines académicos.
Propiedades Ingenieriles del Suelo

3. Fases del Suelo.

4. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Fases del Suelo.
Siendo la masa de suelo un
sistema discontinuo de partículas
está compuesta por tres (3)
fases:
Fase gaseosa (aire).
Fase líquida (agua).
Fase sólida (esqueleto mineral).
Estas fases están relacionadas numéricamente a través de las mediciones de
masa (o peso) y volumen de cada una. De forma tal que el conocimiento de
estas magnitudes representa un aspecto fundamental para comprender la
forma de comportamiento mecánico de una masa de suelo.
En el laboratorio las mediciones son sencillas porque involucran el uso de
balanzas y recipientes básicos que producen con muy buena precisión las
masas y volúmenes de cada fase.

5. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Fases del Suelo.
Las propiedades y el comportamiento de una masa de suelo dependen en gran
medida de su contenido de agua (humedad), especialmente en suelos finos.

6. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Fases del Suelo.
Las propiedades y el comportamiento de una masa de suelo dependen en gran
medida de su contenido de agua (humedad), especialmente en suelos finos.

7. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Fases del Suelo.
Significado de Símbolos de Pesos (o masas):
W = Peso Total de la muestra de suelo (Peso de la Masa).
W
w = Peso de la fase líquida (peso del agua).
W
S = Peso de la fase sólida de la muestra.
El peso de la fase gaseosa es convencionalmente considerado como nulo en
Geotecnia.

8. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Fases del Suelo.
Significado de Símbolos de Volumen:
V = Volumen Total de la muestra de suelo (Volumen de la Masa).
V
a = Volumen de la fase gaseosa (Volumen de aire).
V
w = Volumen de la fase líquida (Volumen del agua).
V
s = Volumen de la fase sólida de la muestra (Volumen de sólidos).
V
v = Volumen de Vacíos
V
v = V
a + V
w

9. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Fases del Suelo.
Existen dos (2) propiedades que permiten relacionar pesos y volúmenes en las
fases del suelo:
Peso específico del Agua: γ
w = 1 gr/cm
3
= 1000 Kg/m
3
= 1 Ton/m
3
= 9.8 kN/m
3
Gravedad específica (densidad específica) de los Sólidos: G
S
Ambas serán tratadas con detalles más adelante.

10. Relaciones Volumétricas y Gravimétricas.

11. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Relaciones Fundamentales.
Para una mejor comprensión de las propiedades mecánicas de los suelos, es
importante conocer las relaciones gravimétricas y volumétricas que existen 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 se encuentran:
•contenido de agua o humedad (ω%),
•densidad húmeda (γ),
•densidad seca (γ
d).
Y como relaciones volumétricas se entienden a aquellas que relacionan los
volúmenes de las fases del suelo y dentro de las cuales tenemos:
•relación de vacíos (e),
•porosidad (η), y
•grado de saturación (S).

12. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Relaciones Fundamentales – Volumétricas.S
V
V
V
e=
Relación de vacíos (e).
Es la relación entre el volumen de vacíos y el volumen de sólidos. Normalmente
expresada en forma decimal. Generalmente varía de 0.35 (suelos densos) a 2.00
(suelos sueltos). En algunos casos puede resultar mayor que la unidad (e > 2,
hasta 15).
Este parámetro es fundamental en estudios de consolidación y compactación de
suelos. A menor valor de (e) más compacto es el suelo o más consolidado está.
Por ejemplo, en los procesos de compactación se busca reducir al máximo la
relación de vacíos y en los estudios de consolidación de suelos, la relación de
vacíos original se compara con las estimaciones una vez aplicadas las cargas.
Generalmente, los suelos cohesivos tienen mayor proporción de vacíos que los
granulares.
Para suelos granulares, mientras mayor es el valor de (e) menos denso es el suelo,
por lo que la compacidad de este tipo de suelos depende de la relación de vacíos.

13. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Relaciones Fundamentales – Volumétricas.S
V
V
V
e=
Relación de vacíos (e).

14. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Relaciones Fundamentales – Volumétricas.
Porosidad (η).
Es la relación entre el volumen de vacíos y el volumen total. Teóricamente puede
variar de 0% a 100%. Los valores reales que se han obtenido van
aproximadamente de 20% a 95%. V
V
V
=
La porosidad está fuertemente ligada a la conductividad hidráulica de los suelos y
rocas. No todos los vacíos estarán conectados, por lo tanto, el análisis de la
estructura del suelo (incluyendo la porosidad) es fundamental en geotecnia.

15. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Relación de vacíos y porosidad.VV
SV
VV
e
VVV
==
−
Dividiendo ambos términos por V1
1
V
V
V
V
e
V
V





==
−
−

 1
e
e
=
+ 1−=
−
==
SS
S
S
V
V
V
V
VV
V
V
e
Expresión alternativa para e:
Relaciones Fundamentales – Volumétricas.

16. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Relaciones Fundamentales – Volumétricas.1
e
e
=
+

17. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
•Cuando S = 0, no hay agua en los vacíos, V
w = 0 (condición sólo en
laboratorio, cuando una muestra sale del horno. No es una condición de
campo).
•Cuando S = 1 (100%), el agua ocupa todos los vacíos, V
w = V
V (condición
de suelos bajo el nivel freático).
•Para valores intermedios de S (0 < S < 1), el suelo está parcialmente
saturado, V
w < V
V (es un suelo húmedo y es la condición normal de los
suelos en la práctica).
Grado de Saturación (S).
Es la relación entre el volumen de agua y el volumen de vacíos. Normalmente
se expresa en porcentajes.V
w
V
V
S=
Nota: En la práctica geotécnica un suelo con S > 0.85 se considera saturado.
Relaciones Fundamentales – Volumétricas.

18. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Relaciones Fundamentales – Volumétricas.
Grado de Saturación (S).

19. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Relaciones Fundamentales – Gravimétricas.
Las relaciones fundamentales de “peso” en una masa de suelo, son: la densidad
o peso específico y el contenido de agua o humedad.w
S
W
W
=
Humedad o Contenido de Agua (ω). ASTM D-2216
Es la relación entre el peso de agua y el peso de sólidos contenidos en un
volumen de suelo. Normalmente se expresa en porcentajes.
La humedad de una muestra de suelo se obtiene por el siguiente método:
•Se pesa el suelo natural,
•Se seca en un horno,
•Se pesa el suelo seco (peso de sólidos),
•Se calcula la humedad como la diferencia entre el peso húmedo y seco,
dividida por el peso seco (de los sólidos).
Este método supone que el agua es el único producto evaporable del suelo, lo
cual es razonable excepto en suelos orgánicos o que contienen productos
volátiles como el asfalto.1
S
SS
WW W
WW

−
= =−

20. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Relaciones Fundamentales – Gravimétricas.
Las relaciones fundamentales de “peso” en una masa de suelo, son: la densidad
o peso específico y el contenido de agua o humedad.
Humedad o Contenido de Agua (ω). ASTM D-2216
El rango de valores es muy amplio; por ejemplo, en el valle de México son
normales humedades de 300 a 600% y valores excepcionales llegan hasta 1,400
% en las arcillas japonesas.
Su importancia radica en la fase de diseño geotécnico. Por ejemplo, para el
diseño de compactación (tanto para la construcción de carreteras como para
terraplenes) DEBE alcanzarse una humedad cercana a la óptima, y la humedad
natural (ω) es la base de este diseño.
En estabilización de taludes, se validan los datos de laboratorio con los de campo: si el
ingeniero de campo dijo que la capa superior del suelo está bastante húmeda o había
"charcos" de agua y se deja huellas cuando se pisa, pero el contenido de humedad resulta
estar muy por debajo del límite líquido (o incluso a veces por debajo del límite plástico),
entonces debe haber alguna brecha en el tubo de muestra y probablemente los datos de
la muestra no sean válidos. por lo tanto, probablemente se requiera volver a tomar
muestras (o, a veces, si es imposible, solo puede confiar en los valores SPT y CPT).

21. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Relaciones Fundamentales – Gravimétricas.
Las relaciones fundamentales de “peso” en una masa de suelo, son: la densidad
o peso específico y el contenido de agua o humedad.
Humedad o Contenido de Agua (ω). ASTM D-2216
Otra utilidad de la humedad es para analizar el potencial de licuación del
suelo. Los parámetros requeridos para este análisis son el contenido de agua y
los límites de Atterberg. Se grafican en el ábaco de Bray & Sancio u otro
método, entonces se obtendrá el potencial de licuación. Este análisis es muy
importante al diseñar los cimientos de edificios de gran altura.
Al comparar la humedad con los límites de Atterberg se determina el estado
de consistencia del suelo. El índice de liquidez resulta una medida importante
en el diseño, será evaluado al estudiar los límites de consistencia.
Por lo general, las muestras de suelos tienen un contenido de agua (humedad)
menor que el correspondiente a la saturación. Se entiende entonces que toda
muestra natural está en condición húmeda.

22. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Se presenta un suelo saturado cuando el agua ocupa todos los vacíos (no hay
aire en el suelo). La saturación completa ocurre generalmente debajo del nivel
freático.
En una muestra saturada se determina la cantidad de agua por el peso de las
muestras húmedas y las secadas al horno a temperatura entre 105°C y 110°C
durante 18 a 24 horas.
V
V = V
w
Relaciones Fundamentales – Gravimétricas.
Suelo saturado.

23. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Densidad o peso volumétrico (específico).
Es la relación entre el peso de la muestra y el
volumen que ocupa. Normalmente, se expresa en
Kg/m
3
o gr/cm
3
.Swa
woS
VVV
WW
V
W
++
+
==
Densidad de saturación o peso volumétrico saturado.
Condición en la cual el volumen de aire es cero, pues
todos los vacíos los ocupa el agua.Sws
wsSsat
sat
VV
WW
V
W
+
+
==
Donde W
wo es el peso del agua en la muestra original.
Donde W
ws es el peso del agua necesaria para la
saturación; es decir, W
wo + agua adicional.
Obviamente, si no hay que agregar agua
entonces la muestra ya está saturada.
Relaciones Fundamentales – Gravimétricas.

24. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Densidad seca o peso volumétrico seco.
Condición en la cual el volumen y el peso de agua son cero, pues todos los vacíos
los ocupa el aire. Se obtiene por evaporación del contenido de agua.aS
SS
d
VV
W
V
W
+
==
La relación existente entre los pesos específicos en estas tres condiciones es la
siguiente:satd 
Relación fundamental para
el proceso de compactación.
Relaciones Fundamentales – Gravimétricas.

25. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Peso sumergido.
Los cuerpos sumergidos en agua (en este caso la masa de suelo) pesan menos que
cuando están fuera del agua, por efectos de la ley de flotación de Arquímedes.
Es decir: Peso del sólido sumergido = peso del sólido – peso del volumen de agua
que desplaza.V
VW
wSS

−
=' wSdesplazadoVW = wsat −=' V
VW
wSS

−
='
Si se suma y resta el peso del agua y se opera matemáticamente, se obtendrá una
relación fácil de recordar:V
VVVW
wwwwwSS 

+−−
=' ( )( )
V
VVWW
wwSwS 

+−+
=' ( )( )
V
VV
V
WW
wwSwS 

+
−
+
='
Relaciones Fundamentales – Gravimétricas.

26. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Peso sumergido.
Relaciones Fundamentales – Gravimétricas.

27. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Densidad de Sólidos (G
S
).
Es la relación entre el peso específico de los sólidos y el peso específico del agua.
Obviamente, es una expresión adimensional. Normada bajo ASTM D-854.Sw
S
w
S
S
V
W
G

==


Para suelos inorgánicos se asume un valor
cercano a G
S = 2.65 y para suelos arcillosos se
utiliza como referencia el valor de G
S = 2.70
Relaciones Fundamentales – Gravimétricas.

28. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Relaciones Fundamentales – Gravimétricas.V
W
W
W
V
WW
V
W S
w
S
wS














+
=
+
==
1

Relación: Peso Específico (γ) – Humedad (ω).
El peso específico ya fue definido, ahora se establece su relación con el
contenido de agua. ()1
S
W
V


+
= S
S
wS
W
G
V
=
 S S w S
WGV= S S w S
d
SV
WGV
VVV



==
+ Sw
d
SV
S
G
VV
V



=
+


Densidad seca (otra expresión).1
Sw
d
G
e



=
+ 1
Sw
d
G
e



=−
Despejando se obtiene la relación de vacíos de acuerdo
a la densidad utilizada.

29. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Relaciones Fundamentales – Suelos Granulares.
Los suelos granulares pueden ser compactados generando una reducción en el
volumen de vacíos. El estado de estos suelos se clasifica por sus
“compacidades”, típicamente compactos o sueltos.
Se han propuestos diversas pruebas para medir las relaciones de vacíos máxima
y mínima, pero dependen del método utilizado y no han podido ser
normalizadas.
Una magnitud muy empleada para caracterizar la compacidad de un suelo
granular es la compacidad relativa (densidad relativa) D
r, definida como:max
max min
100%
r
ee
D
ee
−
=
− max min
max min
100%
d d d
r
d d d
D


−
=  
−
Nota: Esta propiedad se detalla cuando se estudian temas como Compactación de Suelos.

30. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Relaciones Fundamentales – Suelos Granulares.

31. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Relaciones Fundamentales – Suelos Granulares.
e
max = máxima relación de vacíos (suelo suelto)
e
min = mínima relación de vacíos (suelo compactado)
e = relación de vacíos de la muestra (suelo natural o en sitio).max
max min
100%
r
ee
D
ee
−
=
−
D
50 en milímetros (J. Barros, 2018)

32. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Relaciones Fundamentales – Suelos Granulares.
e
max = máxima relación de vacíos (suelo suelto)
e
min = mínima relación de vacíos (suelo compactado)
e = relación de vacíos de la muestra (suelo natural o en sitio).max
max min
100%
r
ee
D
ee
−
=
−
D
50 en milímetros (J. Barros, 2018)
Ejemplo:
Determine e
max y e
min con los siguientes datos:

33. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Relaciones Fundamentales – Suelos Granulares.
e
max: Se vierte la muestra de suelo en el molde Proctor lo más suelta posible.
(1) Peso del molde: 5.235 Kg (0.051355 kN)
(2) Peso molde + suelo = 6.730 Kg (0.066021 kN)
Peso del suelo (2) – (1) = 0.014666 kN
Volumen de sólidos:30.014666
0.0005641
26.00
SS
SS
SS
WW
Vm
V


= →== = S
S S S w
w
GG



=→= 3
2.659.8126.00/
S
SS
w
G kNm



=→= 3
0.00090.00056410.0003359
v
Vm= − = = max
0.0003359
0.595
0.0005641
e== S
V
V
V
e=

34. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Relaciones Fundamentales – Suelos Granulares.
e
min: Se vierte la muestra, se tapa y se colocan pesos encima; luego se vibra
aprox. 2 minutos.
(1) Peso del molde: 5.235 Kg (0.051355 kN)
(2) Peso molde + suelo = 6.953 Kg (0.068209 kN)
Peso del suelo (2) – (1) = 0.016854 kN
Volumen de sólidos:30.016854
0.0006482
26.00
SS
SS
SS
WW
Vm
V


= →== = S
S S S w
w
GG



=→= 3
2.659.8126.00/
S
SS
w
G kNm



=→= 3
0.00090.00064820.0002518
v
Vm= − = = min
0.0002518
0.388
0.0006482
e== S
V
V
V
e=

35. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Relaciones Fundamentales – Suelos Cohesivos.
La gama de valores de las relaciones entre fases para suelos cohesivos es
mucho mayor que para los suelos granulares. La montmorilonita sódica
saturada puede presentar (con bajas presiones de confinamiento) una relación
de vacíos superior a 25, con humedades del 900%; las arcillas saturadas
comprimidas bajo elevadas presiones (por ejemplo 500 kg/cm
2
) existentes a
grandes profundidades en el terreno pueden tener relaciones de vacíos
menores a 0.20 con humedades del 7%

36. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Relaciones Derivadas.
Con la combinación de las relaciones fundamentales es posible obtener otras
relaciones directas derivadas para resolver situaciones que involucran cálculos
volumétricos. w
S
W
W
=
Pesos Específicos (húmedo y seco).
Pesos y Humedad.()1
S
W
V


+
= V
W
S
d= ()1
d
=+ wS
WW= SwWWW += ()1
S
WW=+ ()
S
VeV +=1 S
V
V
V
e= SV VeV = VSVVV +=
Volumen y Vacíos.

37. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Relaciones Derivadas.
Con la combinación de las relaciones fundamentales es posible obtener otras
relaciones directas derivadas para resolver situaciones que involucran cálculos
volumétricos.
Pesos Específicos y Densidad de Sólidos.
Grado de Saturación y Densidad de Sólidos.()
()
()
()
1 1
1
1
SS
S
w w S w
w
W
eWW
G
VV
V
e

 


+ +

== = =
 +

+
 wS
w
ww
WW
V



== SV VeV = wS
V w S
VW
S
VeV



==
 S
G
S
e

= ()1
S
WW=+ ()
S
VeV +=1 ()
()
1
1
S
w
e
G


+
=
+

38. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Relaciones Derivadas.

39. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Relaciones Derivadas.

40. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Ejemplo 01.
De un proceso de secado en horno para determinar el contenido de agua, se
obtienen los siguientes resultados:
Solución:
Determine la humedad de la muestra.
W
W = Peso del agua = (Peso lata + suelo húmedo) – (Peso lata + suelo seco)
W
S = Peso del suelo = (Peso lata +suelo seco) – (Peso lata)
ω = Humedad = W
W / W
S
(1)
(2)
(3)
(1)
(2)
(3)
(2) – (3)
(3) – (1)
(4)
(5)
(4)/(5) x 100

41. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Ejemplo 02.
Un volumen de suelo de 138.9 cm³, tiene un peso húmedo de 269.5 g. Luego
que se seca registra un peso de 220.6 g. El peso específico absoluto de las
partículas sólidas es de 2.69 g/cm³.
Determine el peso unitario húmedo, el peso unitario seco y el peso unitario del
suelo saturado. Además, se requiere conocer el contenido de agua (humedad),
la humedad de saturación y la relación de vacíos.
Solución:
Es recomendable utilizar
un diagrama de fases
para orientación inicial.

42. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Ejemplo 02.
Peso unitario húmedo.3
/94.1
90.138
50.269
cmgr
V
W
=== wsat S
sat
ws
s
S
WW
V
W
VV

+
==
+ 3
/59.1
90.138
60.220
cmgr
V
W
S
d ===
Peso unitario seco.
Peso unitario saturado.S
S
S
V
W
=
Se necesita conocer los volúmenes de sólidos y vacíos, para obtener el peso del
agua.3
82
69.2
6.220
cm
W
V
S
S
S ===
 3
9.56829.138 cmVVV
SV =−=−=
En condición de saturación:3
9.56cmVV
Vw == 56.9
wws w
W gV== 3220.6
2.00/
138.
6
9
5.9
sat S
sat
s
S
w
ws
WW
grcm
V
W
VV

+ +
== = =
+ S
S S S w
w
GG



=→= 2.691
S
=

43. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Ejemplo 02.
Contenido de Agua (Humedad).()1
S
WW=+ ()269.51220.6=+ 22.17%=
Humedad de Saturación.()1
sat S
WW =+ ()277.51220.6=+ 25.8%=
Relación de vacíos.1−=
SV
V
e %4.691
82
9.138
=−=e

44. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Ejemplo 03.
Se tiene una muestra de suelo con un volumen total de 1.2 m³, una masa
húmeda de 2,350 Kg y una humedad de 8.6%.
La gravedad específica de los sólidos, G
S = 2.71
Determine:
La densidad húmeda, la densidad seca, la relación de vacíos, la porosidad, el
grado de saturación y el volumen de agua en la muestra.
Solución:
En lugar del peso (W), se trabajará con la masa del
suelo (M), las relaciones volumétricas se mantienen.
Densidad Húmeda.3
/3.958,1
2.1
350,2
mKg
V
M
===
Densidad Seca.()1
d
=+ ( )086.013.1958 +=
d 3
/2.803,1 mKg
d=

45. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Ejemplo 03.
Relación de Vacíos.S
V
V
V
e= 1
e
e
=
+ ()
()
1
1
S
w
e
G


+
=
+
Aunque los volúmenes involucrados (V
V y V
S) se pueden calcular,
se hará uso de una relación directa derivada, pues estos datos ya
son conocidos.()
( )
11958.3
2.71
10.0861000
e+
=
+ %3.50=e
Porosidad.0.503
33.5%
10.503
==
+
Grado de Saturación.Nuevamente se utilizará una relación directa derivada,
con datos ya conocidos. 0.0862.71
46.3%
0.503
S

== S
G
S
e

=

46. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Ejemplo 03.
Volumen de Agua.w
w
w
M
V
= w
w
w
M
V

= S
w
w
MM
V

−
=
Se sabe que:S
d
M
V
= Sd
MV=
Sustituyendo:Sd
w
ww
MMM V
V


− −
== 23501803.21.2
1000
w
V
−
= 3
0.186
w
Vm= SS
S
w w S
M
G
V


==
 3
0.80
S
S
wS
M
Vm
G
==


47. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Ejemplo 04.
Se tiene una muestra de suelo con una humedad de 12% y una porosidad de
40%.
La gravedad específica de los sólidos, G
S = 2.68
Determine:
La cantidad de agua (masa) que hay que agregar a 10 m
3
de suelo para lograr el
estado de saturación.
Solución:V
w
V
V
S= S
G
S
e

= (1) 0.60.122.68
0.4824
0.4
S
G
S
n
− 
= = = 3
0.482441.93
wV
VSV m== =
Volumen de agua adicional:3
07.293.14 mV
adicional =−=
Masa de agua adicional:10002.072,070
adicional w adicional
M V Kg= == V
V
V
= 3
0.4104
V
VV m===

48. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Ejemplo 05.
Una muestra de suelo ocupa un volumen de 69.3 cm
3
. La muestra tiene un
contenido de agua (ω) igual al 28.5% y un peso de 123.6 g. Si las partículas del
suelo tienen una gravedad específica de 2.65, determine cual es la porosidad (η),
índice de vacíos (e) y grado de saturación (S) de la muestra.
Solución:()1
S
WW=+ 1
S
W
W

=
+ 123.6
96.19
10.285
S
Wg==
+ V
V
V
= VS
VVV=− 1
S
V
V
=−
Se requiere calcular V
S.

49. Ing. Alexis VergaraPropiedades Ingenieriles del Suelo
Ejemplo 05.
Una muestra de suelo ocupa un volumen de 69.3 cm
3
. La muestra tiene un
contenido de agua (ω) igual al 28.5% y un peso de 123.6 g. Si las partículas del
suelo tienen una gravedad específica de 2.65, determine cual es la porosidad (n),
índice de vacíos (e) y grado de saturación (S) de la muestra.
Solución:Sw
S
w
S
S
V
W
G

==

 S
S
wS
W
V
G
=
 396.19
36.30
12.65
S
V cm==
 36.3
1 47.6%
69.3
=−= 0.476
90.88%
110.476
e


== =
−− S
G
S
e

= 28.52.65
83.10%
90.88
S

==

50. Ing. Nicomedes Alexis Vergara
Segundo Semestre, 2025