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Primer Laboratorio de Ensayos de Laboratorio de Mecánica de Suelos
pag.
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 1 
INGENIERIA CIVIL 
 
 
“PRIMER INFORME DE ENSAYOS DE 
LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS” 
UNIVERSIDAD NACIONAL 
DE CAJAMARCA 
Norte de la Universidad Peruana 
 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
 
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL 
ESTUDIOS DE PREGRADO 
 
CURSO : MECÁNICA DE SUELOS I 
 
 
PRESENTADO POR : GUEVARA RODRIGUEZ, Jhonatan Paul 
 
CÁTEDRA : Ing. MARCO W. HOYOS SAUCEDO 
 
FECHA : Julio de 2019 
 
CAJAMARCA - PERÚ 
 
 
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Mecánica de Suelos I 
“Primer Informe de Ensayos de Laboratorio de Mecánica de Suelos” Ciclo 2019 - I 
 
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FI - INGENIERIA CIVIL - UNC 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2019, Universidad Nacional de Cajamarca. 
“El presente trabajo ha sido elaborado en base a los resultados obtenidos en los 
diferentes ensayos estándar de Mecánica de Suelos, realizados en el laboratorio 
de Mecánica de Suelos de la Universidad Nacional de Cajamarca, queda foto 
tomada por el autorizado para ser producido en su totalidad o en parte de este, 
como fuente de referencia metodológica y con fines estrictamente académicos”. 
El autor. 
 
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Mecánica de Suelos I 
“Primer Informe de Ensayos de Laboratorio de Mecánica de Suelos” Ciclo 2019 - I 
 
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FI - INGENIERIA CIVIL - UNC 
ÍNDICE DE CONTENIDO Pág. 
 
1. RESUMEN: .................................................................................................................................. 6 
2. OBJETIVOS: ............................................................................................................................... 7 
2.1. Objetivo general: .............................................................................................................. 7 
2.2. Objetivos Específicos: ...................................................................................................... 7 
3. MARCO TEÓRICO. ................................................................................................................... 8 
3.1. Ingeniería geotécnica ....................................................................................................... 8 
3.2. Mecánica de suelos ........................................................................................................... 8 
3.3. El suelo .............................................................................................................................. 8 
A) Origen de los suelos. ......................................................................................................... 9 
B) Tipos de suelos. ............................................................................................................... 10 
C) Relaciones volumétricas y gravimétricas de suelos. (Propiedades índice). ............... 11 
a) Relaciones Volumétricas. ................................................................................................ 11 
b) Relaciones Gravimétricas. ............................................................................................... 11 
D) Clasificación ingenieril de los suelos............................................................................. 12 
a) Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS). .................................................. 12 
b) Asociación Americana de Oficiales de Carreteras Estatales y Transportes (AASHTO). 12 
3.4. Descripción de la zona de estudio ................................................................................. 13 
3.5. Ensayos de Laboratorio. ................................................................................................ 13 
DENSIDAD DEL SUELO ............................................................................................................. 13 
DENSIDAD NATURAL DEL SUELO POR EL MÉTODO VOLUMÉTRICO. .................... 13 
A) Importancia. ................................................................................................................... 13 
B) Materiales. ...................................................................................................................... 13 
C) Equipos. .......................................................................................................................... 19 
D) Procedimiento. ................................................................................................................ 20 
E) Cálculo y expresión de resultados. ............................................................................... 22 
DENSIDAD DEL SUELO MEDIANTE EL MÉTODO DEL CONO CON ARENA. ............ 22 
A) Importancia. ................................................................................................................... 22 
B) Alcances. ......................................................................................................................... 23 
C) Materiales. ...................................................................................................................... 24 
D) Respecto a las características de la arena. ................................................................... 24 
E) Equipos. .......................................................................................................................... 30 
F) Procedimiento. .................................................................................................................... 32 
G) Cálculo y expresión de resultados. ............................................................................... 35 
CONTENIDO DE HUMEDAD DE UN SUELO. ....................................................................... 37 
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A) Importancia. ................................................................................................................... 37 
B) Materiales. ...................................................................................................................... 37 
C) Equipos. .......................................................................................................................... 37 
D) Muestra. .......................................................................................................................... 37 
E) Procedimiento ................................................................................................................. 40 
F) Cálculo y expresión de resultados. ................................................................................... 41 
PESO ESPECÍFICO DE LOS SÓLIDOS. .................................................................................. 42 
A) Importancia. ................................................................................................................... 42 
A.1) EN GRAVA O PIEDRA. ................................................................................................... 42 
A.2) EN ARENA GRUESA Y GRAVA (Hormigón) .............................................................. 43 
A.3) EN MATERIAL FINO (Limo o/con Arcilla) .................................................................. 45 
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICOS POR SEDIMENTACIÓN .............................................. 46 
A) Importancia. ...................................................................................................................46 
B) Materiales. ...................................................................................................................... 47 
C) Equipos. .......................................................................................................................... 47 
D) Muestra. .......................................................................................................................... 47 
E) Procedimiento. ................................................................................................................ 47 
F) Cálculo y expresión de resultados. ................................................................................... 49 
LÍMITES DE CONSISTENCIA .................................................................................................. 53 
LÍMITE LÍQUIDO ........................................................................................................................ 53 
A) Importancia. ................................................................................................................... 53 
B) Materiales. ...................................................................................................................... 53 
C) Equipos. .......................................................................................................................... 53 
D) Muestra. .......................................................................................................................... 54 
E) Limite Líquido por el método del multipunto. ............................................................ 54 
Ajustes de equipos .................................................................................................................. 54 
Preparación del espécimen de ensayo. ................................................................................. 54 
Procedimiento. ........................................................................................................................ 54 
LÍMITE PLÁSTICO ..................................................................................................................... 56 
A) Importancia. ................................................................................................................... 56 
B) Materiales. ...................................................................................................................... 56 
C) Equipos. .......................................................................................................................... 57 
D) Muestra. .......................................................................................................................... 57 
E) Procedimiento. ................................................................................................................ 57 
F) Cálculo y expresión de resultados. ................................................................................... 58 
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PRÓCTOR. .................................................................................................................................... 60 
PRÓCTOR MODIFICADO. ........................................................................................................ 60 
A) Objetivo. .......................................................................................................................... 60 
B) Materiales. ...................................................................................................................... 61 
C) Equipos. .......................................................................................................................... 61 
D) Muestra. .......................................................................................................................... 63 
E) Procedimiento. ................................................................................................................ 63 
F) Cálculo y expresión de resultados. ................................................................................... 64 
CBR (CALIFORNIA – BEARING RATIO) ............................................................................... 66 
A) Importancia. ................................................................................................................... 66 
B) Materiales. ...................................................................................................................... 66 
C) Equipos. .......................................................................................................................... 66 
D) Muestra. .......................................................................................................................... 67 
E) Procedimiento. ................................................................................................................ 67 
F) Cálculo y expresión de resultados. ................................................................................... 69 
PERMEABILIDAD ....................................................................................................................... 71 
A) Importancia. ................................................................................................................... 71 
B) Materiales. ...................................................................................................................... 71 
C) Equipos. .......................................................................................................................... 71 
D) Muestra. .......................................................................................................................... 71 
E) Procedimiento. ................................................................................................................ 71 
F) Cálculo y expresión de resultados. ................................................................................... 73 
4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ....................................................................... 74 
CONCLUSIONES ......................................................................................................................... 74 
RECOMENDACIONES ............................................................................................................... 75 
5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................................... 77 
6. BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................................................... 77 
ANEXOS ............................................................................................................................................. 78 
PANEL FOTOGRÁFICO ................................................................................................................. 84 
 
 
 
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1. RESUMEN: 
El presente informe detalla tanto técnico como práctico a cerca de los 
ensayos realizados en el laboratorio de mecánica de suelos de la 
Universidad Nacional de Cajamarca en el curso de Mecánica de Suelos I. 
Comenzando con el ensayo de densidad de campo, las muestras de suelo 
para determinar su peso específico (densidad de campo), por el método 
volumétrico fueron extraídas de una calicata ubicada en el campus UNC, 
la prueba de densidad de campo por el método del cono con arena, -cuya 
densidad de la arenase determina en laboratorio por tres métodos 
detallados en el apartado materiales del método en cuestión- se realizó en 
un camino cerca al laboratorio de recursos hídricos de la UNC, el 
contenido de humedad de ensayó con las muestras anteriores, el peso 
específico de sólidos se ensayó con hormigón, arena traída del río y unas 
pequeñas rocas no fracturadas, siendo el promedio de estos, el valor 
buscado. En partículas finas de suelo que pasan el tamiz N° 40, se realizó 
el análisis granulométrico por el método del hidrómetro y sifonaje, se 
determinó los límites de consistencia, tanto líquido como plástico. El 
ensayo de proctor (compactación) se realizó con material arenoso seco y 
finalmente, el ensayo de CBR con material granular. 
 
Palabras clave: suelos, peso específico, método volumétrico, método del 
cono, contenido de humedad, peso específico de sólidos, sedimentación y 
sifonaje, límites de consistencia, proctor, CBR. 
 
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2. OBJETIVOS: 
2.1. Objetivo general: 
Determinar las diferentes propiedades de los suelos mediante los 
métodos de ensayo estándar, correspondiente al desarrollo del silabo 
del curso Mecánica de Suelos I, llevado a cabo en el Laboratorio de 
Mecánica de Suelos de la Universidad Nacional de Cajamarca – 
Facultad de Ingeniería. 
2.2. Objetivos Específicos: 
 Determinar la densidad del suelo in situ (peso específico de la 
muestra de suelo) mediante el método del cono con arena y método 
volumétrico. 
 Determinar la densidad de arena de río, la cual se utilizará en el 
método del cono de arena. 
 Determinar el contenido de humedad de un suelo, por secado. 
 Determinar el peso específico de los sólidos, en gravas, hormigón y 
suelo fino. 
 Determinar el contenido de humedad del suelo en su estado natural. 
 Determinar la distribución granulométrica de suelos fino por el 
método del hidrómetro. 
 Determinar los límites de consistencia de los suelos (LL, LP) y 
obtener el IP. 
 Determinar la máxima densidad seca y el respectivo contenido de 
humedad, mediante el ensayo Proctor Modificado. 
 Determinar la resistencia al corte con el ensayo de CBR. 
 Interpretar los resultados obtenidos en laboratorio para reconocer la 
calidad y sus propiedades índice de los suelos. 
 
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3. MARCO TEÓRICO. 
3.1. Ingeniería geotécnica 
La ingeniería geotécnica es la rama de la ingeniería civil e ingeniería 
geológica que se encarga del estudio de las propiedades mecánicas, 
hidráulicas e ingenieriles de los materiales provenientes de la Tierra. 
Los ingenieros geotécnicos investigan el suelo y las rocas por debajo 
de la superficie para determinar sus propiedades y diseñar las 
cimentaciones para estructuras tales como edificios, puentes, centrales 
hidroeléctricas, estabilizar taludes, construir túneles y carreteras, 
etcétera, en base a los resultados de los ensayos requeridos de 
laboratorio de mecánica de suelos. (Velásquez, 2011) 
3.2. Mecánica de suelos 
La mecánica de suelos es la rama de la ingeniería que se encarga del 
estudio de las propiedades físicas, mecánicas y los usos del suelo, sus 
bases especializadas radican en fundaciones de estructuras, bases de 
autopistas. (Enciclopedia Británica, 2019) 
La mecánica de suelos es la aplicación de las leyes de la mecánica y la 
hidráulica a los problemas de ingeniería que tratan con sedimentos y 
otras acumulaciones no consolidadas de partículas sólidas, producidas 
por la desintegración mecánica o la descomposición química de las 
rocas, independientemente de que tenga o no materia orgánica. 
(Terzaghi, 1925, págs. 45 - 46). 
 
3.3. El suelo 
Desde la perspectiva ingenieril, resulta ser un aglomerado que presenta 
baja cohesión, está compuesto por minerales, materia orgánica y/o 
sedimentos que se encuentran por encima del substrato rocoso. 
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Para el geólogo, es todo material intemperizado en el lugar en que 
ahora se encuentra y con contenido de materia orgánica cerca de la 
superficie (no toma en cuenta el material transportado no 
intemperizado posteriormente a su transporte). 
El suelo es algo más que un agregado de partículas orgánicas e 
inorgánicas, sin organización: es un conjunto con organización 
definida y propiedades que varían “vectorialmente”. En la dirección 
vertical generalmente sus propiedades cambian mucho más 
rápidamente que en la horizontal. Esto implica que el suelo tiene un 
perfil. (Juárez Eulalio y Rico Alfonso, 2005, pág. 34) 
 
A) Origen de los suelos. 
Como se sabe, los suelos son procedentes de la desintegración 
mecánica (intemperización) y descomposición química 
(desintegración), siendo el agua el principal agente de intemperización, 
mediante los mecanismos de ataque tales como la oxidación, 
carbonatación e hidratación. Las arcillas son pues, último resultado de 
la descomposición química. 
Cabe mencionar, que los suelos son residuales, si están donde ocurrió 
su formación mediante el proceso antes mencionado, o transportados, 
si son procedentes de un lugar diferente al que se encuentran 
actualmente y que fueron transportados por agentes de transporte de la 
naturaleza. 
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B) Tipos de suelos. 
a) Suelos residuales: 
Son aquellos que permanecen en el sitio donde fueron formados, 
producto del intemperismo de las rocas. 
b) Suelos transportados: 
Son aquellos suelos formados producto de la alteración de las 
rocas removidas y depositadas en otro sitio diferente al de su 
origen, por lo que de acuerdo al medio como fueron 
transportados, estos suelos pueden ser: 
 Suelos aluviales: en este tipo de suelos es el agua el agente 
transportador más importante, el movimiento de las 
partículas debido a esta influyen en la forma determinante del 
tamaño y distribución de los acarreos, siendo así el origen de 
depósitos de suelos gruesos (bancos de grava), de aluviones 
o suelos finos (limos y arcillas en las llanuras) dependiendo 
de la velocidad del agua. 
 Suelos lacustres: estos suelos pueden ser formados por 
acarreo, cuando un río pierde velocidad en la zona de la 
desembocadura al llegar a un lago, donde se depositan 
partículas finísimas. 
 Suelos eólicos: son aquellos suelos que han sido 
transportados (por saltación, reptación o suspensión) y 
depositados por acción del viento, encontramos a los loes, 
médanos, dunas. 
 Depósitos de pie de monte: son aquellos suelos que son 
formados por acción directa de la gravedad, su característica 
principal es su heterogeneidad, pues están constituidos por 
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fragmentos de roca, materiales finos, gravas,arenas, hasta 
puede presentar materia orgánica. (Arias & Meza, 1999). 
 
C) Relaciones volumétricas y gravimétricas de suelos. 
(Propiedades índice). 
a) Relaciones Volumétricas. 
 Relación de vacíos, oquedad o índice de poros (e): es la 
relación entre el volumen de vacíos y el volumen de los 
sólidos de un suelo. 
 Porosidad (n): es la relación entre volumen de vacíos y el 
volumen total de la masa. 
 Grado de saturación de agua  WG % : es la relación entre el 
volumen de agua y el volumen de vacíos, expresada de 
manera porcentual. 
 Densidad relativa  RD % : expresada en porcentaje, es el 
grado de compacidad de un suelo referido a su estado más 
suelto (excavado) y más denso (compactado) que se obtienen 
siguiendo los procedimientos de laboratorio. 
b) Relaciones Gravimétricas. 
 Humedad, contenido de agua o contenido de humedad  ω%
: es la relación entre el peso del agua contenida y el peso de 
la fase sólida del suelo, expresada de manera porcentual. 
 Peso específico relativo de los sólidos, gravedad específica o 
densidad de los sólidos  SS : es la relación entre el peso 
específico de los sólidos y el peso específico del agua 
destilada en condiciones especiales (4 °C y a una atmósfera 
de presión). 
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 Peso específico seco o densidad seca  d : es el peso 
específico del suelo cuando el grado de saturación de agua 
sea cero ( WG % = 0). 
 Peso específico húmedo, peso específico de la muestra o 
densidad natural  m : es el peso específico del suelo cuando 
el grado de saturación de agua sea diferente de cero y de cien
 WG % 100 . 
 Peso específico saturado  sat : es el peso específico del suelo 
cuando el grado de saturación de agua sea cien  WG % 100 . 
 Peso específico sumergido  sum : es el peso específico del 
suelo cuando este se encuentre por debajo del nivel freático. 
(Juárez & Rico, 2005, págs. 54 - 58) 
 
D) Clasificación ingenieril de los suelos. 
Esta clasificación se basa en la distribución granulométrica que 
presentan los suelos, para esto debemos hacer el cribado o tamizado 
(mecánico o automatizado). 
a) Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS). 
Se debe realizar el proceso de tamizado y determinar el 
coeficiente de uniformidad y curvatura, además el límite plástico 
e índice de plasticidad, datos necesarios para clasificar de 
acuerdo a la Tabla N° 04 (Ver anexos). 
b) Asociación Americana de Oficiales de Carreteras Estatales y 
Transportes (AASHTO). 
De manera análoga al sistema anterior, pero en este sistema se 
utiliza la Tabla N° 05 y 06 (Ver anexos). 
 
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3.4. Descripción de la zona de estudio 
La zona de estudio se encuentra ubicado en el distrito, provincia y 
departamento de Cajamarca. Localizada en Ciudad Universitaria de la 
UNC. (Ver Figura N° 1). 
 
3.5. Ensayos de Laboratorio. 
DENSIDAD DEL SUELO 
DENSIDAD NATURAL DEL SUELO POR EL MÉTODO 
VOLUMÉTRICO. 
A) Importancia. 
Este método es usado para determinar la densidad de suelos 
cohesivos y con tamaño de piedras cuyo diámetro no sea mayor que 
1/10 del diámetro del cilindro de muestreo, es decir para suelos 
finos, para que permita el uso del mismo. Se utiliza un cilindro de 
acero (molde cilindro de muestreo). 
B) Materiales. 
Muestra inalterada del estrato en estudio. 
 
 DESCRIPCIÓN VISUAL DEL SUELO. 
Ubicación de la calicata: 
La calicata se ubica en la explanada del campus universitario de 
la Universidad Nacional de Cajamarca. 
 
Ubicación Geográfica: 
Coordenadas: 9206949 N / 776319 S / 2589 m.s.n.m. 
Fecha: 23/05/18 
Profundidad de la calicata: 1.70 m. 
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Figura N° 1: Mapa de Ubicación y Localización. 
Fuente: Adaptado de imágenes extraídas de Google Chrome 2019. 
 
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Perfil de suelo. 
El perfil del suelo está constituido por la sucesión de los horizontes y 
puede observarse al hacer un corte transversal en éste. Estos 
horizontes se diferencian por el color, contenido de materia orgánica, 
tamaño de partículas minerales, etc. y se van denominando con letras 
mayúsculas. 
Método para la ubicación de una calicata. 
Para la ubicación de la calicata se recomienda usar el método de la 
cuadrícula que consiste en orientarse al norte con la brújula sobre el 
papel en el área de estudio o ubicar los puntos de muestreo cada 5 a 
10 metros de distancia. Luego separa por zonas para posteriormente 
realizar las excavaciones. 
Orientación de la calicata. 
La excavación de una calicata se debe realizar considerando la 
orientación del sol, para visualizar mejor los estratos (de este a oeste). 
(Torres Palacios, 2018) 
Figura N° 2: Imagen satelital de la localización de la calicata. 
Fuente: Adaptado de imágenes extraídas de Google Earth Pro - 2019. 
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CARACTERÍSTICAS OBTENIDAS. 
Estructura de suelo. 
 Estructura de grano simple: la presentan los suelos arenosos 
pobres en materia orgánica (los suelos arcillosos, pesados, ricos en 
limo) así como el polvo suelto de los caminos. No hay unidades 
estructurales definidas. La agregación es limitada o nula en suelos 
con escasa materia orgánica al igual que su poder retentivo. 
 Estructura laminar y prismática: estas estructuras se encuentran, 
por lo general, en suelos pesados, pobres en materia orgánica, 
biológicamente casi inertes. No ofrecen buenas condiciones para 
el desarrollo de las plantas. El suelo con estructura columnar está 
muy seco por exceso de aeración, mientras que el de tipo laminar 
es muy húmedo debido a su mal drenaje. 
 Estructura granular: los suelos de estructura granular son suaves y 
sueltos lo que permite una adecuada movilización del aire y del 
agua. También pueden trabajarse fácilmente. Se originan en suelos 
ricos en materia orgánica debido a la fuerte actividad del edafón 
sobre éste y a la sustancia mineral lo que influye notablemente en 
la fertilidad del suelo. La mejor estabilidad de los agregados 
contribuye a disminuir la erosión. (FAO, 2018). 
Plasticidad. 
La plasticidad es atribuible al contenido de partículas escamosas de 
tamaño coloidal presentes en los suelos. Las partículas escamosas 
además son responsables de la alta compresibilidad y la baja 
permeabilidad de los suelos. (Frankie, 2013). 
Contracción. 
El límite de contracción de un suelo se define como el contenido 
mínimo de agua, por debajo del cual una reducción de la cantidad de 
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agua, no causará una disminución de volumen de la muestra de suelo, 
pero al cual un aumento en el contenido de agua causará un aumento 
en el volumen de la masa de suelo. (Gonzales Huanca, 2019). 
Color de suelos. 
Se identificará a través de la tabla MUNSELL. 
 
Drenaje de suelos. 
La acumulación de agua en el suelo y formación de freáticas 
superficiales, pueden tener varias causas: que se genere directamente 
en el lugar, proceder de zonas topográficamente más altas, o por 
influencia de la presión artesiana provenientes de acuíferos 
profundos. (Liota, 2012). 
 
OBTENCIÓN DE MUESTRAS. 
Figura N° 3: Calicata N° 1 de donde se extrajo muestra para los ensayos 
de Peso volumétrico y contenido de humedad. 
Fuente: Adaptado por el autor. 
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DESCRIPCIÓN DE LA CALICATA POR ESTRATOS. 
E1: 0 – 0.55 m 
Tipo de suelo: Franco Limoso. 
Estructura: Granular compuesta. 
Plasticidad: Media. 
Contracción: Media. 
Color: Marrón grisado 5YR 3/2. 
Drenaje: Bueno (Ausencia de napa freática). 
 
E2: 0.55 – 1.25 m 
Tipo de suelo: Franco Limo Arenoso. 
Estructura: Bloque subangular. 
Plasticidad: Media. 
Contracción: Media. 
Color: Amarillo anaranjado oscuro 10YR 6/5. 
Drenaje: Bueno. 
 
E3: 1.25 – 1.45 m 
Tipo de suelo: Franco Limo Granoso. 
Estructura: Bloque angular. 
Plasticidad: Media. 
Contracción: Media. 
Color: Marrón amarillento polvoriento 10YR 2/2. 
Drenaje: Imperfecto. 
 
E4: 1.45 – 1.70 m (de donde se obtuvo la muestra) 
Tipo de suelo: Arcilloso. 
Estructura: Bloque angular. 
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Plasticidad: Alta. 
Contracción: Alta. 
Color: Marrón amarillento moderado 10YR 5/4. 
Drenaje: Malo. 
 
C) Equipos. 
 Balanza con precisión de 0.01 g. 
 Espátula. 
 Molde de compactación con anillo toma muestra (cilindro de 
muestreo cilíndrico con filo biselado). 
 Recipientes o taras. 
 Cuchillo. 
 
 Figura N° 4: Espátula. 
Fuente: foto tomada 
por el autor. 
Figura N° 5: Cilindro 
de muestreo. 
Fuente: foto tomada 
por el autor. 
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D) Procedimiento. 
Se determina el peso del cilindro de muestreo vacío  tW , y su 
volumen  cV . 
Por golpeo, se penetra el molde en el suelo en estudio, tratando de 
no alterar la estructura natural y ayudándose con un cuchillo extraer 
la muestra inalterada en el cilindro de muestreo. 
Enrazar la muestra a los bordes del cilindro de muestreo con una 
espátula. 
Pesar y registrar dicho valor  t mhW +W . 
Por diferencias de pesos del cilindro de muestreo en el que incluye 
el espécimen de suelo menos el peso antes de contenerlo, se obtiene 
el peso de la muestra en su estado natural  mhW . 
Determinar la densidad del suelo en su estado natural  mhD , por la 
fórmula: 
   t mh t
mh
c
W +W W
D
V

 
Se realiza el procedimiento anterior con tres muestras como 
mínimo, y obtener el promedio aritmético de dichos valores, el 
mismo que representará la densidad aparente o peso específico de 
la muestra de suelo  mD . 
 
Figura N° 6: Taras vacías. 
Fuente: foto tomada por el autor. 
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Figura N° 7: Cilindro 
de muestreo vacío. 
Fuente: foto tomada 
por el autor 
Figura N° 8: Peso del 
cilindro de muestreo 
vacío. 
Fuente: foto tomada por 
el autor. 
Figura N° 9: Cilindro de 
muestreo con 
espécimen de suelo. 
Fuente: foto tomada por 
el autor. 
Figura N° 10: Peso de la 
muestra húmeda contenida 
en el cilindro de muestreo. 
Fuente: foto tomada por el 
autor. 
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E) Cálculo y expresión de resultados. 
Tabla 1: 
Resultados del ensayo de peso volumétrico por el método 
volumétrico. 
Fuente: Elaboración propia. 
ENSAYO: PESO VOLUMÉTRICO - 
 MÉTODO VOLUMÉTRICO 
MUESTRA: Fondo de calicata. 
CALICATA C1 C2 
tW (g) 246.600 245.000 
t mhW +W (g) 447.000 428.000 
mhW (g) 200.400 183.000 
h (cm) 7.500 7.000 
Diam (cm) 4.000 4.000 
Vol (cm3) 94.248 87.965 
P. Volum. (g/cm3) 2.126 2.080 
P. Volum. promedio 2.103 (g/cm3) 
 
DENSIDAD DEL SUELO MEDIANTE EL MÉTODO DEL 
CONO CON ARENA. 
A) Importancia. 
Este método es usado para determinar la densidad de suelos 
compactados -o con suficiente cohesión que permita realizar la 
prueba-, que se encuentran en el lugar de construcción de 
terraplenes, capas de rodadura, rellenos de carreteras y estructuras 
de contención o de depósitos de suelos naturales, agregados, mezcla 
de suelos u otro material similar, y utilizado como base de 
aceptación para suelos compactados a una densidad específica o a 
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un porcentaje de densidad máxima determinada por un método de 
ensayo reglamentado. 
B) Alcances. 
Este método de ensayo se aplica a suelos que no contengan una 
cantidad excesiva de roca o materiales gruesos con un diámetro 
mayor a 1 ½" (38 mm). 
También puede utilizarse para determinar la densidad y el peso 
unitario de suelos inalterados o suelos in-situ, que contengan vacíos 
naturales o cuando los poros sean lo suficientemente pequeños para 
prevenir que la arena usada en el ensayo penetre en los vacíos 
naturales. Cuando los materiales que se van a someter a prueba 
contengan cantidades considerables de partículas mayores a 1 ½ 
pulgadas (38 mm), o cuando los volúmenes de los orificios de 
ensayo son mayores a 0.1 3pie (2830 cm3), se aplica el Método de 
Ensayo ASTM D 4914 o ASTM D 5030. 
Este método está limitado generalmente a suelos en una condición 
de no saturados, no es recomendable para suelos que sean suaves o 
desmenuzables (que se deforman o desmoronan fácilmente), o estén 
en una condición de humedad tal que el agua filtre dentro del hoyo 
excavado a mano. 
La precisión resultaría afectada por suelos que se deforman 
fácilmente o que sufran cambios volumétricos en el hoyo excavado 
debido a que el personal camine o se detenga cerca del hoyo durante 
el ensayo. 
(M.T.C., 2016, págs. 113 - 142). 
 
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C) Materiales. 
Arena: deberá ser limpia (libre de finos), uniforme,seca, no 
cementada, durable y que discurra libremente. Tener un coeficiente 
de uniformidad (Cu=D60/D10) menor de 2 y el tamaño máximo de 
partículas menor que 2 mm (Malla Nº 10) y menos del 3% (en peso 
que pase la malla de 250 μm (Malla Nº 60), es decir que se retenga 
mayor porcentaje en la Malla N° 30. 
Muestra de suelo: se realizó en un suelo de un camino cerca al 
laboratorio de Recursos Hídricos de la UNC. 
DESCRIPCIÓN VISUAL DEL SUELO 
Se trata de un suelo areno arcilloso. 
D) Respecto a las características de la arena. 
Son deseable arenas naturales, redondeadas para que sus partículas 
tengan facilidad de escurrir en caída libre, por lo que partículas en 
condición “partidas” o trituradas puede causar una acción puente y 
estructuras inestables lo cual tendría resultados inadecuados y por 
lo tanto imprecisión en la determinación de la densidad. Para 
seleccionar la arena de una fuente o cantera potencial se debe 
Figura N° 11: Arena tamizada, utilizada 
como arena de reemplazo. 
Fuente: foto tomada por el autor. 
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efectuar una gradación y cinco (5) determinaciones de la densidad 
por separado, para cada muestra de arena de acuerdo a lo que se 
establece en el inciso a) Determinación de la densidad aparente de 
la arena de reemplazo, siendo aceptable si, la variación de densidad-
volumen entre cualquier determinación y el promedio no debe ser 
mayor de 1% del promedio. En áreas de alta humedad o donde la 
humedad cambia frecuentemente, la densidad y el volumen pueden 
necesitar ser determinados en un tiempo mayor a los 14 días de 
intervalo máximo indicados. 
a) Determinación de la densidad aparente de la arena de reemplazo. 
Para evitar esto si fuera posible se debe conseguir la arena de 
Ottawa, pues es una arena especial cuya densidad aparente es 
conocida y se facilita el trabajo. 
1° MÉTODO: 
- Requerir una probeta vacía con capacidad volumétrica de 
1000 ml, de la que se determina su peso  p vP . 
- Dejar caer suavemente sin apisonar ni agitar la arena hasta 
completar 1000 ml y obtener el peso de la probeta llena con 
arena  p + aP . 
- Determinar la densidad de la arena de reemplazo, empleando 
la fórmula: 
 p + a p v
a
P - P
D =
1000
 
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Figura N° 12: 
Probeta de 1000 
ml. 
Fuente: foto 
tomada por el 
autor. 
Figura N° 13: 
Pesando probeta. 
Fuente: foto tomada 
por el autor. 
Figura N° 14: Peso 
de probeta con 
arena de reemplazo. 
Fuente: foto tomada 
por el autor. 
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2° MÉTODO: 
- Se pesa el equipo de densidad (frasco y embudo) vacío  f vP 
- Se coloca el equipo vacío hacia arriba, sobre una superficie 
nivelada y firme. Cerrar la válvula y llenar el embudo con 
arena. 
- Abrir la válvula y manteniendo el embudo con arena hasta 
por lo menos la mitad, se va llenando el frasco, luego de lleno 
se cierra la válvula fuertemente y se vacía el exceso de arena. 
- Pesar el equipo ya lleno con arena  f + aP y se determina el 
peso neto de la arena, luego por diferencias de pesos del 
equipo lleno con arena menos el peso del equipo antes de 
llenarlo, se obtiene el peso neto de la arena. 
- El volumen del frasco ( fV = 3850 cm3) se determina 
empleando agua, que por diferencia de pesos después de 
llenado con agua menos el peso antes de ser llenado se 
obtiene el peso, y con peso específico conocido (por facilidad 
se considera 1g/cm3). 
- Se determina la densidad de la arena de reemplazo, 
empleando la fórmula: 
 f + a f v
a
f
P - P
D =
V
 
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Figura N° 15: Peso 
del equipo de 
densidad vacío. 
Fuente: foto tomada 
por el autor. 
Figura N° 16: 
Llenado del frasco 
con arena. 
Fuente: foto tomada 
por el autor. 
Figura N° 17: Peso del 
equipo de densidad 
lleno con arena. 
Fuente: foto tomada por 
el autor. 
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3° MÉTODO: 
- Obtener el peso  moldeP y determinar el volumen interno de un 
recipiente típico cilíndrico  moldeV . 
- Colocar el equipo de densidad con el frasco lleno con arena 
sobre y volteado sobre el molde, luego abrir la válvula hasta 
que llene por completo y cese su salida del frasco. 
- Retirar el equipo y enrazar, para obtener su peso del molde 
contenido con arena  molde + aW , luego por diferencia de pesos 
del molde lleno con arena menos el peso del molde antes de 
llenarlo, se obtiene el peso neto de la arena. 
- Determinar la densidad de la arena de reemplazo, empleando 
la fórmula: 
 molde + a molde
a
molde
p - p
D =
V
 
 
 
 
Figura N° 18: Peso 
del molde vacío. 
Fuente: foto tomada 
por el autor. 
Figura N° 19: 
Llenado de arena al 
molde. 
Fuente: foto tomada 
por el autor. 
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E) Equipos. 
 Aparato de densidad: está compuesto por un frasco desarmable 
u otro contenedor de arena que tenga una capacidad de volumen 
Figura N° 20: 
Enrazado de la 
arena a los bordes 
del molde. 
Fuente: foto 
tomada por el 
autor. 
Figura N° 21: Peso 
del molde 
conteniendo arena. 
Fuente: foto tomada 
por el autor. 
Figura N° 22: Aparato de 
densidad. 
Fuente: foto tomada por el 
autor. 
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que exceda el volumen requerido para llenar el orificio de prueba 
y el aparato durante la prueba. 
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS GENERALES DEL 
APARATO DE DENISDAD. 
El dispositivo desarmable hecho de un material suficientemente 
rígido para prevenir la distorsión o cambio de volumen del cono, 
consiste en una válvula cilíndrica con un orificio de ½" (13 mm) 
de diámetro, unido a un embudo de metal, un contenedor de 
arena con terminación en punta conectado a un embudo largo de 
metal (cono de arena) en el otro extremo. La válvula debe tener 
un freno (seguro) para prevenir la rotación de una posición 
completamente abierta a otra completamente cerrada. Las 
paredes del cono formaran un ángulo de aproximadamente 60° 
con la base, para permitir un llenado uniforme de la arena. 
El plato metálico cuadrado o rectangular de 3" (75 mm) como 
mínimo, más largo que el embudo (cono de arena) conbase 
plana, con un orificio central y un borde para recibir el embudo 
grande (cono), será lo suficientemente gruesa como para 
mantenerse rígido, con un espesor de 3/8" a 1/2" (10 a 13 mm). 
Los detalles del cono descrito se muestran en la Figura N° 25 y 
representan las dimensiones mínimas aceptables y adecuadas 
para ensayar suelos que tienen un tamaño máximo de 2" (50 mm) 
y volumen del orificio de ensayo de aproximadamente 0.1 pie3 
(2 830 cm3). Se necesitan aparatos y volúmenes del orificio de 
prueba más grandes cuando prevalecen las partículas mayores 
que 2" (50 mm). 
 Balanzas: una balanza de capacidad mínima de 20 kg con una 
sensibilidad de 5,0 g de lectura es aceptable para determinar la 
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masa de la arena y el suelo excavado cuando se utiliza el aparato 
con las dimensiones mostradas en los anexos. 
 Equipo de Secado: controlado termostáticamente, capaz de 
mantenerse a una temperatura de 110 ± 5ºC, para determinar el 
contenido de humedad de la muestra extraída del hoyo. 
 Otros: cuchillo, pico pequeño, cincel, espátula pequeña, 
destornillador o cucharas para excavar el hoyo del ensayo, cubos 
con tapa, latas de estaño sin costuras laterales o de aluminio con 
tapa, costales plásticos u otro recipiente adecuado para retener la 
arena; termómetro para la determinación de la temperatura del 
agua, brocha pequeña, calculadora, libreta de apuntes, etc. 
F) Procedimiento. 
Se selecciona una ubicación representativa del área que se va a 
probar y determinar la densidad del suelo in-situ. 
Se llena el contenedor del cono con la arena condicionada, cuya 
densidad se ha determinado según el inciso a) Determinación de la 
Figura N° 23: Equipo de 
secado. 
Fuente: foto tomada por el 
autor. 
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densidad aparente de la arena de reemplazo, y determine la masa 
total de la arena antes del ensayo. 
Con el plato de base, se nivela la superficie del sitio que se va a 
ensayar, asegurando de que existe contacto con la superficie del 
terreno alrededor del borde del orificio central y de que no hay 
movimiento de este, si es necesario utilizando clavos insertados 
dentro del suelo adyacente al filo del plato, pero sin disturbar el 
suelo de prueba. 
En suelos donde la nivelación no es exitosa o la superficie presenta 
vacíos, el volumen que se expulsa horizontalmente y que está 
limitado por el embudo, el plato y la superficie del terreno debe 
determinarse mediante un ensayo preliminar. Se llena el espacio con 
arena del aparato, determínese la masa de la arena utilizada para 
llenar el espacio, se rellena el aparato y determina una nueva masa 
inicial del mismo y de la arena antes de proceder con la prueba. 
Después de que se complete esta medida, se limpia cuidadosamente 
con una brocha la arena que queda sobre la superficie preparada. 
Se excava el hoyo de prueba a través del orificio central en el plato 
de base, teniendo cuidado de evitar que se disturbe o se deforme el 
suelo que delimitará el orificio. Los volúmenes del orificio de 
prueba serán tan grandes como para que sean prácticos y minimicen 
los errores, y en ningún caso serán más pequeños que los volúmenes 
indicados en la Tabla 2 para el tamaño máximo de la partícula del 
suelo removido del orificio de prueba. Los lados del orificio deben 
mantenerse lo más libre posible de vacíos, salientes y obstrucciones 
fluidas ya que esto afectaría la exactitud de la prueba. Toda la 
muestra retirada del hoyo, se coloca en un contenedor hermético que 
esté marcado para identificar el número de prueba y evitar cualquier 
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pérdida de humedad hasta que se haya determinado el contenido de 
agua o humedad natural; determinar y registrar la masa de este 
material húmedo que se extrajo del orificio de prueba. 
Tabla 2: Volúmenes mínimos del hoyo de ensayo basados en el 
TM de la partícula. 
Fuente: Manual de Ensayo de Materiales, 2016, pp. 113 - 142. 
Tamaño máximo de 
la partícula 
Volumen mínimo del 
orificio del ensayo 
pulgadas mm cm3 pie3 
½ 12.5 1420 0.05 
1 25.0 2120 0.075 
2 50.0 2830 0.1 
 
Limpiar el borde del orificio del plato base, voltear el aparato de 
cono de arena y colocar el embudo del mismo en un orificio 
rebordeado en la misma posición que se marcó durante la 
calibración. Abrir la válvula y dejar que la arena llene el orificio y 
el embudo, tratando de evitar que el aparato se sacuda o vibre 
mientras la arena está fluyendo, hasta que cese de salir, y se cierra 
la válvula. 
La masa de arena utilizada se determina, por diferencia de pesos del 
aparato de densidad más la arena restante, después del ensayo, 
menos el peso antes de realizada la prueba, y se registra. 
Cuando se requiera correcciones del material de mayor tamaño, 
determine la masa de este material en la malla apropiada y 
regístrela, teniendo cuidado de evitar pérdidas de humedad. Cuando 
se requiera, efectúe las correcciones apropiadas para el material de 
mayor tamaño utilizando la Práctica ASTM D 4718. 
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Mezclar el material cuidadosamente y seleccionar un espécimen 
representativo lo suficientemente grande para determinar el 
contenido de humedad o, en todo caso, utilice una muestra 
completa. 
La masa mínima de la muestra para determinar el contenido de agua 
es aquélla que se requiere para dar valores del contenido de 
humedad con 1% de exactitud. 
G) Cálculo y expresión de resultados. 
Tabla 3: Densidad de arena de reemplazo, por tres métodos. 
Fuente: Elaboración propia. 
DETERMINACIÓN DE DENSIDAD DE 
ARENA DE REEMPLAZO 
1° MÉTODO: Probeta 
Ppv (kg) 0.244 
Pp+a (kg) 1.550 
Pa (kg) 1.306 
Vp (cm3) 1000.000 
Densidad (g/cm3) 1.306 
 
2° MÉTODO: Frasco del equipo 
 de densidad 
Pfv (kg) 0.768 
Pf+a (kg) 6.042 
Pa (kg) 5.274 
Vf (cm3) 3850.000 
Densidad (g/cm3) 1.370 
 
3° MÉTODO: Molde cilíndrico 
 con fondo 
Pmolde (kg) 2.932 
Pmolde+a (kg) 5.384 
Pa (kg) 2.452 
h (cm) 13.000 
Diam (cm) 15.200 
Vmolde (cm3) 2358.959 
Densidad (g/cm3) 1.039 
 
Dens. Prom. (g/𝐜𝐦𝟑) 1.238 
 
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Tabla 4: Determinación de contenido de arena dentro del cono. 
Fuente: Elaboración propia. 
DETERMINACIÓN DE ARENA 
DENTRO DEL CONO 
Pfv+cono kg 0.768 
Pf+cono+a kg 6.042 
Pa total kg 5.274 
Pf+cono+a…despues kg 5.910 
Pa en cono kg 0.132 
 
Tabla 5: Determinación de la densidad natural del suelo – 
Método cono con arena. 
Fuente: Elaboración propia. 
ENSAYO: DENSIDAD DE UN SUELO - 
MÉTODO DEL CONO CON ARENA 
 
MUESTRA: Camino 
Profundidad (cm) 0.14 
Wfv+c (kg) 0.768 
Wfv+c+a (kg) 6.042 
P arenaen cono (kg) 0.132 
Dens. Arena (g/cm3) 1.238 
Wfv+c+a ...después (kg) 2.204 
Pmh (kg) 4.064 
Pa total (kg) 5.274 
Pa sobra (kg) 1.436 
Wa hoyo (kg) 3.706 
V hoyo = V arena hoyo (cm3) 2.994 
Dens. suelo (g/cm3) 1.358 
 
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CONTENIDO DE HUMEDAD DE UN SUELO. 
A) Importancia. 
Este método es usado en la mayoría de obras civiles, para 
determinar el contenido de agua, la humedad o contenido de 
humedad de un suelo, que es la relación, expresada como 
porcentaje, del peso de agua en una masa de suelo, al peso de las 
partículas sólidas que conforman el mismo. 
El ensayo consiste en determinar el peso de agua eliminada 
(considerada como el peso del agua que contenía el suelo), secando 
el suelo húmedo hasta un peso constante en un horno controlado a 
110 ± 5 º C, obteniendo así el peso de las partículas sólidas. 
B) Materiales. 
 Recipientes o taras. 
 Utensillos para manipulación de recipientes (para retirar 
muestras del horno). 
 Otros: cuchillos, espátulas, cucharas, tela sobre la cual se 
realizará el cuarteo, divisores de muestras, etc. 
C) Equipos. 
 Horno de secado: controlado termostáticamente, capaz de 
mantenerse a una temperatura de 110 ± 5ºC. 
 Balanzas: con las siguientes aproximaciones: de 0.01 y 0.1 g para 
muestras de menos de 200 g y más de 200 g respectivamente. 
D) Muestra. 
Las muestras serán preservadas (almacenadas en contenedores 
herméticos no corrosibles a temperaturas entre aproximadamente 3 
y 30 ºC, evitando en lo posible el contacto directo con la luz solar) 
y transportadas con los cuidados antes mencionados). 
 
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ESPÉCIMEN DE ENSAYO. 
La cantidad mínima de espécimen de material húmedo seleccionado 
como representativo de la muestra total, si no se toma la muestra 
total, será de acuerdo a lo siguiente: 
 
Tabla 6: Tamaños máximos de partícula y la masa mínima para 
contenido de humedad. 
Fuente: Manual de Ensayo de Materiales, 2016, págs. 113 - 142. 
Máximo 
tamaño de 
partícula 
(pasa el 100%) 
Tamaño de 
malla estándar 
Masa mínima de 
espécimen de ensayo 
húmedo para 
contenidos de 
humedad reportados 
0 + 0.1% 0 + 1% 
2 mm o menos 2.00 mm (N°10) 20 g 20 g 
4.57 mm 4.760 mm (N°4) 100 g 20 g 
9.5 mm 9,525 mm (3/8”) 500 g 50 g 
19.0 mm 19.05 mm (3/4”) 2.5 kg 250 g 
37.5 mm 38.1 mm (1 ½”) 10 kg 1 kg 
75.0 mm 76.200 mm (3”) 50 kg 5 kg 
 
Para muestras pequeñas (menos de 200 g) que contenga partículas 
de grava relativamente grandes, no es apropiado incluirlas en la 
muestra de ensayo, pero serán indicadas en el reporte de resultados. 
Para muestras que consistan íntegramente de roca intacta, se tomará 
un espécimen mínimo de 500 g. 
 
SELECCIÓN DEL ESPÉCIMEN DE ENSAYO 
La forma en que se seleccione el espécimen de ensayo depende del 
propósito y aplicación del ensayo, el tipo de material que se ensaya, 
la condición de humedad, y el tipo de muestra (almacenado en 
bolsa, en bloque). 
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EN MUESTRAS ALTERADAS, se empleará uno de los siguientes 
métodos listados en orden de preferencia: 
 Si el material puede ser manipulado sin pérdida significativa de 
humedad, éste se mezclará y reducirá al tamaño requerido, 
mediante cuarteo. 
 Si el material no puede ser mezclado y/o dividido, deberá 
formarse una pila de material, mezclándolo tanto como sea 
posible. Se toma por lo menos cinco porciones de material en 
ubicaciones aleatorias usando un tubo de muestreo, cuchara, o 
alguna herramienta similar apropiada para el tamaño de partícula 
máxima presente en el material. Todas las porciones se 
combinarán para formar el espécimen de ensayo. 
 Si no es posible apilar el material, se toma tantas porciones como 
sea posible en ubicaciones aleatorias que representarán mejor la 
condición de humedad. Todas las porciones se combinarán para 
formar el espécimen de ensayo. 
EN MUESTRAS INTACTAS, tales como bloques, tubos, cilindro 
de muestreo dividido y otros, el espécimen de ensayo se obtendrá 
por uno de los siguientes métodos dependiendo del propósito y 
potencial uso de la muestra: 
 Se desbasta cuidadosamente por lo menos 3 mm de material de 
la superficie exterior de la muestra para ver si el material está 
estratificado y para remover el material que esté más seco o más 
húmedo que la porción principal de la muestra. Luego se 
desbasta por lo menos 5 mm, o un espesor igual al tamaño 
máximo de partícula presente, de toda la superficie expuesta o 
del intervalo que esté siendo ensayado. 
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 Se corta la muestra por la mitad. Si el material está estratificado 
se selecciona un espécimen promedio. Luego se desbasta 
cuidadosamente por lo menos 5 mm, o un espesor igual del 
tamaño máximo de partícula presente, de la superficie expuesta 
de una mitad o el intervalo ensayado. Debe evitarse el material 
de los bordes que pueda encontrarse más húmedo o más seco que 
la porción principal de la muestra. 
E) Procedimiento 
Se determina y registra la masa de una tara limpia y seca; los 
especímenes serán seleccionados de acuerdo lo indicado 
anteriormente. 
Con la muestra húmeda colocada en el contenedor (tara), se pesa y 
registrar dicho peso (Wmh + t) usando una balanza seleccionada de 
acuerdo al peso del espécimen, esta misma sin sacar la muestra, se 
coloca en el horno, a una temperatura entre 110 ± 5 °C hasta 
alcanzar peso constante (24 h en promedio), este tiempo variará 
dependiendo del tipo de material, tamaño de espécimen, tipo de 
horno y capacidad, y otros factores. La influencia de estos factores, 
generalmente son establecidos por un buen juicio, y experiencia con 
los materiales ensayados y aparatos empleados. 
Luego que el material se haya secado hasta un peso constante, (24 
horas) se remueve el contenedor del horno, se deja a temperatura 
ambiente o hasta que el contenedor pueda ser manipulado 
cómodamente con las manos y la operación del balance no se afecte 
por corrientes de convección y/o esté siendo calentado y se pesa y 
registra el peso del contenedor y el material secado en el horno. Si 
se presume que el espécimen está absorbiendo humedad del aire 
antes de la determinación de su peso seco, se utilizará una tapa. 
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Los cálculos matemáticos para determinar el contenido de humedad 
son: 
% = Wt+sh−Wt+ssWt+ss−Wt × 100 = WwWs × 100 
Donde: 
%: contenido de humedad del suelo (en porcentaje). 𝑊𝑡+𝑠ℎ: peso de la tara más el suelo húmedo (g). 𝑊𝑡+𝑠𝑠: peso de la tara más el suelo secado (g). 𝑊𝑡: peso de la tara (g). 
 
F) Cálculo y expresión de resultados. 
Tabla 7: Contenido de humedad de un suelo en estado natural.Fuente: Elaboración propia. 
ENSAYO: CONTENIDO DE HUMEDAD DE UN 
SUELO EN ESTADO NATURAL 
 
MUESTRA: Fondo de calicata 
CODIGO Wt (g) Wt+sh (g) Wt+ss (g) W% 
Gato 1 26.600 88.500 82.800 10.142 
Gato 2 27.100 104.300 97.100 10.286 
Gato 3 27.900 79.500 74.900 9.787 
 
MUESTRA: M - camino 
CODIGO Wt (g) Wt+sh (g) Wt+ss (g) W% 
Yonny 1 27.200 56.100 49.000 32.569 
Yonny 2 27.200 52.300 46.300 31.414 
Yonny 3 26.900 54.800 48.000 32.227 
 
 
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PESO ESPECÍFICO DE LOS SÓLIDOS. 
A) Importancia. 
Este ensayo se realizará para determinar el peso específico de los 
sólidos, que es la relación del peso de las partículas sólidas de 
determinada masa de suelo (sin incluir vacíos) a su respectivo 
volumen, este dato es utilizado en el cálculo de las relaciones de 
fase de suelos, como relación de vacíos y grado de saturación, así 
como para determinar la gravedad específica o peso específico 
relativo de los sólidos. 
La importancia de su determinación se debe a que este valor 
interviene en la mayor parte de los cálculos relacionados con la 
Mecánica de Suelos, en forma relativa, con los diversos valores 
determinados en el laboratorio pueden clasificarse algunos 
materiales. 
Este ensayo se realizará con gravas, hormigón y suelos finos, que 
presenten integridad en sus partículas, es decir no deben estar 
trituradas para que los resultados sean los correctos. 
Por lo general el peso específico de los sólidos varía entre 2.60 y 
2.80, siendo particular en turbas valores de 1.5 y en metales que 
alcanza 3 g/cm3. 
 
A.1) EN GRAVA O PIEDRA. 
Materiales. 
Una grava representativa, superficialmente limpia y seca. 
Agua limpia. 
Equipos. 
 Vaso de precipitado o recipiente para contener agua. 
 Balanza con precisión de 0.01 g. 
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Procedimiento. 
Obtener el peso de la grava al aire libre (Wpa) y luego suspendida 
por un hilo, pero sumergida por completo en agua sin que haya 
contacto con el fondo ni paredes del recipiente que contiene el agua 
(Wps). 
Repetir por tres veces con muestras del mismo material. 
El peso específico en gravas se determina mediante la expresión 
matemática: 
s = WpaWpa−Wps 
Cálculo y expresión de resultados. 
Tabla 8: Peso específico de los sólidos en Gravas. 
Fuente: Elaboración propia. 
ENSAYO: 
PESO ESPECÍFICO DE 
LOS SÓLIDOS - EN 
GRAVAS 
 
MUESTRA: Pequeña roca íntegra 
 
MUESTRA Roca 1 Roca 2 Roca 3 
Ppa (g) 34.290 27.510 18.925 
Pps (g) 20.250 16.925 12.165 
(g/cm3) 2.4423 2.5990 2.7996 
prom. (g/cm3) 2.6136 
 
A.2) EN ARENA GRUESA Y GRAVA (Hormigón) 
Materiales. 
Una muestra de hormigón (arena gruesa más grava sin ninguna 
dosificación). 
Agua limpia. 
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Equipos. 
 Probeta graduada. 
 Balanza con precisión de 0.01 g. 
Procedimiento. 
Se obtiene el peso de la muestra seca contenida en una tara (Ws), 
luego se vacía cierta cantidad de agua en una probeta graduada (Vi), 
finalmente se coloca la muestra dentro de la probeta con agua, 
tratando de que no se pierda cantidad en el material, y se lee el nuevo 
volumen (Vf), registrando los datos obtenidos. Se repite por tres 
veces con muestras del mismo material. 
El peso específico en este ensayo se determina mediante la 
expresión matemática: 
s = WsVf − 𝑉i 
Cálculo y expresión de resultados. 
Tabla 9: Peso específico de los sólidos - en Hormigón. 
Fuente: Elaboración propia. 
ENSAYO: PESO ESPECÍFICO DE LOS 
SÓLIDOS - EN HORMIGÓN SÓLIDOS - EN HORMIGÓN 
MATERIAL: Hormigón 
 
MUESTRA M 1 M 2 M 3 
Wt 33.300 33.300 33.300 
Wt+s 298.000 280.800 240.000 
Ws 264.700 247.500 206.700 
Vo 400.000 300.000 350.000 
Vf 500.050 390.000 430.000 
(g/cm3) 2.646 2.750 2.584 
prom. (g/cm3) 2.660 
 
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A.3) EN MATERIAL FINO (Limo o/con Arcilla) 
Materiales. 
Una muestra de suelo seco (unos 100 gramos). 
Agua limpia (de preferencia destilada). 
Equipos. 
 Bomba de vacíos. 
 Balanza con precisión de 0.01 g. 
 Fiola de 500 ml. 
 Mortero con mango. 
 Tamiz N° 4. 
Procedimiento. 
Se obtiene el peso de la muestra seca pasó el tamiz N° 4 contenida 
en una tara (Wt+ms), el peso de la tara es Wt. 
Se coloca 500 ml de agua en una fiola de peso (Wfw), se obtiene y 
registra su peso. 
Introducir cuidadosamente la muestra seca en la fiola vacía, y 
agregar agua hasta cubrir la muestra por completo para luego agitar 
suavemente con la mano. 
Someter la fiola a la bomba de vacíos por un lapso de 10 a 15 
minutos e ir agitando suavemente la fiola. El cese de salida de 
burbujas es un indicador que habrá terminado el proceso con la 
bomba de vacíos. 
Ahora llenar de nuevo la fiola que está conteniendo la muestra hasta 
500 ml, pesar y anotar dicho peso (Wfw+ms). 
El peso específico en este ensayo se determina mediante la 
expresión matemática: 
s = Wt+ms− WtWt+ms− Wt+Wfw−𝑊fw+ms = WmsWms+Wfw−𝑊fw+ms 
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Cálculo y expresión de resultados. 
Tabla 10: Peso específico de sólidos en Arcilla. 
Fuente: Elaboración propia. 
ENSAYO: 
PESO ESPECÍFICO 
DE SÓLIDOS EN 
ARCILLA 
 
MUESTRA: Fondo de calicata 
 
Wt (g) 28.000 
Wt+ms (g) 128.000 
Wms (g) 100.000 
Wfv (g) 142.000 
Wfw (g) 640.000 
Pfw+ms (g) 696.000 
 (g/cm3) 2.273 
 
 
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICOS POR SEDIMENTACIÓN 
A) Importancia. 
Con este ensayo se pretende determinar distribución granulométrica 
de las partículas más finas de un determinado suelo, esto es, la 
fracción de suelo que pase el tamiz de Nº 200 (74 µm). 
Este ensayo se basa en la ley de Stokes, la misma que se asume que 
puede ser aplicada a una masa de suelo con partículas de varias 
formas y tamaños dispersado en un defloculante. Mediante el 
hidrómetro, se estima el porcentaje de partículas de suelos 
dispersados, que permanecen en suspensión en un lapso 
determinado. Con fines de clasificación y precisión considerable, 
este ensayo se aplica a partículas de suelos que pasan el tamiz N° 
200 (74 µm). 
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B) Materiales. 
Agua limpia. 
Defloculante necesario para hacer una suspensión al 28% con agua. 
C) Equipos. 
 Balanza con sensibilidad de 0.1 g. 
 Tamiz N° 200 (74 µm). 
 Agitador mecánico. 
 Hidrómetro graduado. Ver especificaciones en la Figura N° 23 
de los anexos. 
 Probeta de vidrio con capacidad volumétrica de 1000 ml. 
 Termómetro con precisión de0.5 °C. 
 Reloj o cronómetro. 
 Estufa, que mantiene temperaturas uniformes y constantes hasta 
110 ± 5 °C. 
D) Muestra. 
Aproximadamente 100 gramos de suelo fino que pasó el tamiz N° 
200 (74 µm). 
E) Procedimiento. 
Calibración del hidrómetro. 
Consiste en determinar la profundidad efectiva (altura de caída Hg) 
de las partículas de suelo, en función de las lecturas realizadas. Para 
esto se debe: 
 Determinar el volumen del bulbo (Vb), sumergiendo el 
densímetro en una probeta con una cantidad específica de agua, 
la misma que experimentará un aumento aparente en su 
volumen, el mismo que corresponde al volumen del bulbo, el 
volumen del vástago es despreciable para efectos prácticos. 
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 Determinar el área interna de la sección transversal de la probeta 
(Ap), dividiendo el volumen que hay entre dos marcas arbitrarias 
entre su distancia respectiva. 
 Medir y registrar la distancia entre los extremos del bulbo (h). 
 Medir y registrar las distancias (H1) desde la marca de 
calibración inferior 
del vástago del hidrómetro hasta cada una de las marcas de 
calibración principales. 
 Calcular cada Hg por medio de la fórmula matemática: 
Hg = H1 + h − VbAp2 
Correcciones. 
 Corrección por temperatura (CT). 
Se obtiene de la Tabla N° 11, la misma que fue obtenida en clase. 
Tabla 11: Factores de corrección por temperatura. 
Fuente: Guía de prácticas MS I – UNC. 
Temperatura 
(°C) 
Densímetro Calibrado a Temperatura 
(°C) 
Densímetro Calibrado a 
15 ° C 20 ° C 15 ° C 20 ° C 
10 -0.5 -1.25 21 0.9 0.19 
11 -0.4 -0.18 22 1.1 0.37 
12 -0.3 -1.10 23 1.3 0.58 
13 -0.2 -1.00 24 1.5 0.80 
14 -0.1 -0.88 25 1.8 1.02 
15 0.0 -0.77 26 2.0 1.28 
16 0.1 -0.64 27 2.2 1.51 
17 0.2 -0.50 28 2.5 1.77 
18 0.4 -0.35 29 2.7 2.05 
19 0.5 -0.19 30 3.0 2.33 
20 0.7 0.00 
 
 Corrección por menisco (Cm). 
Se utiliza la fórmula: Cm = (Lect. Sup. – Lect. Inf.) 1000 
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 Corrección por defloculante (Cd). 
Se utiliza la fórmula: Cd = (C´d – 1) 1000 
Calcular las lecturas corregidas del hidrómetro (R), mediante la 
fórmula: 
R = (s – 1) 1000 
 
Completar la tabla de granulometría por el método del hidrómetro 
y obtener la gráfica de distribución granulométrica en escala 
semilogarítmica como en el método por tamizado. 
 
F) Cálculo y expresión de resultados. 
Volumen del bulbo (Vb) 
Volumen inicial: Vi = 900 ml. 
Volumen Final: Vf = 921 ml 
Vb = Vf – Vi = 21 ml 
Vb = 21 cm3 
 
Área de la probeta (Ap) 
Volumen: V = 200 ml 
Distancia entre dos puntos arbitrarios: h = 0.9 cm 
3
p
V 200 ml 200 cm
A = =
h 0.9 cm 0.9 cm
 
 2pA 28.98 cm  
Distancia entre los extremos del bulbo: h = 8.4 cm 
Distancias Hg o altura efectiva de caída a partir de Hg = H1 + ℎ − 𝑉𝑏𝐴𝑝2 
 
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Tabla 12: Altura efectiva de caída (Hg). 
Fuente: Elaboración propia. 
Graduación del 
Hidrómetro H1 Hg 
1.000 14.25 18.088 
1.020 12.65 16.488 
1.040 11.35 15.188 
1.060 9.95 13.788 
1.080 8.62 12.458 
1.100 7.39 11.228 
1.120 5.95 9.788 
1.140 4.78 8.618 
1.160 3.55 7.388 
1.180 2.45 6.288 
1.200 1.27 5.108 
 
CORRECCIONES. 
Corrección por temperatura (Ct). 
Se obtiene de la tabla N° 11 dada en clase. 
En laboratorio se midió 17 °C. 
 Ct = 
Corrección por menisco (Cm). 
Lectura inferior: Li = 
Lectura superior: Ls = 
Cm = (Li – Ls) 1000 
Cm = 
Corrección por defloculante (Cd). 
Lectura inferior: Li = 
Cd = (Li - 1) 1000 
Cd = 
Calcular las lecturas corregidas (R) del densímetro. 
R = (s – 1) 1000 
R = (2.67 – 1) 1000 
R = 674 
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LÍMITES DE CONSISTENCIA 
LÍMITE LÍQUIDO 
A) Importancia. 
Este ensayo se realiza para identificar el límite líquido de un suelo, 
que es el contenido de humedad expresado en porcentaje del suelo 
secado en el horno, cuando éste se halla en el límite entre el estado 
plástico y el estado líquido, esto equivale a decir, es el contenido de 
humedad con el cual cierra una ranura hecha en el suelo colocado 
en la copa de Casagrande, tras dejarlo caer 25 veces sucesivas desde 
una altura de 10 mm. 
El valor calculado debe expresarse como un número entero 
aproximado. 
B) Materiales. 
Recipiente: una cápsula seca y limpia para batir el material de suelo. 
Espátula, para empapar la muestra en la copa. 
C) Equipos. 
 Copa de Casagrande o cuchara de Casagrande (nombre en honor 
al ingeniero Arthur Casagrande quien inventara dicho equipo). 
 Calibrador. 
 Recipientes o taras. 
Figura N° 24: Ranurador y 
calibrador separados. 
Fuente: Foto tomada por el 
autor. 
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 Balanza con 0.1 gramos de sensibilidad. 
 Estufa para secar la muestra a temperaturas entre 110 + 5 °C (230 
+ 9 °F). 
D) Muestra. 
Una porción muestra de suelo que pese entre 150 y 200 gramos, 
seleccionada de una muestra de material completamente mezclado 
que pase el tamiz N° 40 (0.425 mm). 
E) Limite Líquido por el método del multipunto. 
Ajustes de equipos 
Tras inspeccionar el equipo, asegurarse de que esté en buenas 
condiciones para poder realizar el ensayo, se calibra la altura de 
caída (H = 10 mm). 
Preparación del espécimen de ensayo. 
Al mezclar con agua, el contenido de humedad se ajusta a una 
consistencia que requiere de 20 a 30 golpes de la copa para cerrar la 
ranura. 
Repetir, y si el segundo cierre de la ranura requiere el mismo 
número de golpes o no más de dos golpes de diferencia. De otro 
modo mezclar de nuevo todo el espécimen y repetir. 
Nota: el excesivo secado o inadecuado puede causar variación en 
el número de golpes. 
 
Procedimiento. 
Colocada la muestra de suelo en la vasija, mezclar completamente 
con 15 a 20 ml de agua destilada, agitándola, amasándola y 
tajándola con la espátula en forma alternada y repetida. Realizar 
más adiciones 1 a 3 ml de agua, mezclando completamente cada 
incremento de agua con el suelo, antes de otra adición. 
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