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Proyecto: ________________________
Código de exploración: ________________________
Relaciones de fases del suelo
Calcula las relaciones volumétricas y gravimétricas del suelo: relación de vacíos (e), porosidad (n), humedad (w), grado de saturación (Sr) y los pesos unitarios (húmedo γ, seco γd, saturado γsat y sumergido γ′). Ingresa γ, w y Gs, o las masas y el volumen de tu muestra.
Diagrama de fases
Alturas proporcionales al volumen de cada fase. Sr = 51.5% · e = 0.618
Relación de vacíos
0.618 e
Porosidad
38.2 %
Grado de saturación
51.5 %
Humedad
12 %
γ húmedo
18 kN/m³
γd seco
16.07 kN/m³
γsat saturado
19.82 kN/m³
γ' sumergido
10.01 kN/m³
En g/cm³ (≈ t/m³): γ = 1.835 · γd = 1.638 · γsat = 2.02 · γ' = 1.02
Procedimiento
- 1Peso unitario seco: γd = γ/(1+w) = 18/(1+0.12) = 16.07 kN/m³.
- 2Relación de vacíos: e = Gs·γw/γd − 1 = 2.65·9.81/16.07 − 1 = 0.618.
- 3Saturación (Sr·e = w·Gs): Sr = w·Gs/e = 0.12·2.65/0.618 = 51.5 %.
- 4Porosidad: n = e/(1+e) = 0.618/(1+0.618) = 38.2 %.
- 5Pesos unitarios: γd = Gs·γw/(1+e) = 16.07; γ = 18; γsat = (Gs+e)·γw/(1+e) = 19.82; γ' = γsat − γw = 10.01 kN/m³.
Fórmulas de las fases del suelo
- Identidad maestra: Sr·e = w·Gs
- Porosidad: n = e/(1 + e)
- Peso unitario seco: γd = Gs·γw/(1 + e) = γ/(1 + w)
- Peso unitario húmedo: γ = (Gs + Sr·e)·γw/(1 + e)
- Peso unitario saturado: γsat = (Gs + e)·γw/(1 + e)
- Peso unitario sumergido: γ′ = (Gs − 1)·γw/(1 + e)
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la relación entre e, w, Gs y Sr?
La identidad fundamental de las fases del suelo es Sr·e = w·Gs, donde Sr es el grado de saturación, e la relación de vacíos, w el contenido de humedad y Gs la gravedad específica de los sólidos. Con tres de ellas se obtiene la cuarta.
¿Cómo se calcula el peso unitario seco a partir del húmedo?
El peso unitario seco es γd = γ/(1 + w), donde γ es el peso unitario húmedo (total) y w el contenido de humedad en fracción decimal. El peso unitario seco no considera el agua.
¿Qué es el peso unitario sumergido?
El peso unitario sumergido (o efectivo) es γ' = γsat − γw = (Gs − 1)·γw/(1 + e). Se usa para esfuerzos efectivos bajo el nivel freático; γw ≈ 9.81 kN/m³.
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