MECANICA_DE_SUELOS_INGENIERIA_CIVIL_INGE

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MECÁNICA DE SUELOS 
INGENIERÍA CIVIL/INGENIERÍA 
ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA 
ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA 
¿CUÁLES SON LAS FASES DE UN 
SUELO? 
 
 ¿QUÉ ENTIENDE POR 
RELACIONES GRAVIMÉTRICAS Y 
VOLUMÉTRICAS?. 
 
RELACIONES VOLUMÉTRICAS Y GRAVIMÉTRICAS 
En general el suelo está constituido por el esqueleto de partículas sólidas rodeadas de 
espacios llenos de agua y aire. Por lo tanto, en el suelo se distinguen tres fases: sólida, 
líquida y gaseosa. 
POROS CON AIRE 
POROS CON AGUA 
PARTÍCULAS DEL 
SUELO 
ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA 
COMPOSICIÓN DEL SUELO 
ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA 
RELACIONES VOLUMÉTRICAS Y GRAVIMÉTRICAS 
PROPORCIONES EN 
VOLÚMENES 
PROPORCIONES 
EN PESOS 
ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA 
SÓLIDOS 
AGUA 
AIRE 
DONDE: 
RELACIONES VOLUMÉTRICAS Y GRAVIMÉTRICAS 
ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA 
SUELO PARCIALMENTE SATURADO 
El suelo parcialmente saturado, involucra tres fases en el suelo que 
interactúan entre sí, partículas sólidas, agua y aire 
Wa 
Ww 
Ws 
Va 
Vw 
Vs 
WT ( gr) VT ( cm
3) 
AIRE 
AGUA 
SÓLIDO 
ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA 
DETERMINACIÓN DE PESOS DEL SUELO 
PARCIALMENTE SATURADO 
 PESO TOTAL DE LA MUESTRA: Wt. 
 Se obtiene pesando la muestra inmediatamente después de extraerla del estrato 
objeto de estudio, teniendo en cuenta que no haya pérdida de humedad. 
ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA 
DETERMINACIÓN DE PESOS DEL SUELO 
PARCIALMENTE SATURADO 
 PESO DE LA FASE SÓLIDA: WS. 
 El peso de esta fase se puede obtener de dos maneras: 
 - La muestra obtenida se coloca en el horno a una temperatura de 105°C por 24 
horas , luego se extrae la muestra para determinar su peso seco. 
 
 
 
 
 
 
 
 
- En función del peso total de la muestra húmeda y el contenido de humedad. 
 
 
 
100
%w
1
W
W ts 

ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA 
DETERMINACIÓN DE PESOS DEL SUELO 
PARCIALMENTE SATURADO 
 PESO DE LA FASE LÍQUIDA: Ww. 
 El peso de esta fase se obtiene de la siguiente manera: 
 PESO DE LA FASE GASEOSA: Va. 
 El PESO de esta fase se considera igual a cero. 
0Wa 
  WV
ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA 
DETERMINACIÓN DE VOLÚMENES DEL SUELO 
PARCIALMENTE SATURADO 
 VOLUMEN TOTAL DE LA MUESTRA: Vt. 
 El volumen total de la muestra se calcula en función del tipo de suelo: 
 
 SUELO FINO: 
 Se utiliza el método volumétrico. 
 El volumen del cilindro es igual al volumen de la muestra. 
 
 
ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA 
DETERMINACIÓN DE VOLÚMENES DEL SUELO 
PARCIALMENTE SATURADO 
 VOLUMEN TOTAL DE LA MUESTRA: Vt. 
 El volumen total de la muestra se calcula en función del tipo de suelo: 
 
 SUELO GRUESO: 
 Se utiliza el método de reemplazo de arena. 
 El volumen del cilindro es igual al volumen de la muestra. 
 
 
arena
hoyoalingresaquearena
t
D
W
V 
ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA 
DETERMINACIÓN DE VOLÚMENES DEL SUELO 
PARCIALMENTE SATURADO 
 VOLUMEN DE LA FASE SÓLIDA: VS. 
 El volumen de esta fase se puede obtener de dos maneras: 
 - Mediante el cociente del peso de la fase sólida y el peso específico 
de sólidos mediante la fiola, de muestras representativas. 
 
 
 
 
 Donde: 
 
 
 
 
 
 
 
s
s
s
W
V 
sólidafaseladeVolumen:Vs
.sólidafaseladePeso:Ws
.sólidosdeespecíficoPeso:s
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DETERMINACIÓN DE VOLÚMENES DEL SUELO 
PARCIALMENTE SATURADO 
 VOLUMEN DE LA FASE SÓLIDA: VS. 
 El volumen de esta fase se puede obtener de dos maneras: 
 - En un recipiente lleno de mercurio se coloca la muestra que se ha 
obtenido con el muestreador cilíndrico, la cual previamente ha 
sido colocada en el horno a una temperatura de 105 °C por 24 
horas. Se determina el peso del mercurio desplazado. 
 
 
 
 
 Donde: 
 
 
 
 
 
 
 
Hg
Hgd
s
W
V 
sólidafaseladeVolumen:Vs
.desplazadomercuriodelPeso:WHgd
.cm/g86,13mercuriodelespecíficoPeso: 3Hg 
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DETERMINACIÓN DE VOLÚMENES DEL SUELO 
PARCIALMENTE SATURADO 
 VOLUMEN DE LA FASE LÍQUIDA: Vw. 
 El volumen de esta fase se obtiene de la siguiente manera: 
 VOLUMEN DE LA FASE GASEOSA: Va. 
 El volumen de esta fase se obtiene de la siguiente manera: 
Esta relación de igualdad se debe a que la densidad del agua en el suelo se considera 
igual a 1 gr/cm3 . 
  WV
)VV(VV sta 
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DETERMINACIÓN DE VOLÚMENES DEL SUELO 
PARCIALMENTE SATURADO 
 VOLUMEN DE VACÍOS: Vv. 
 El volumen de vacíos comprende el volumen de la fase líquida y el volumen de la fase 
gaseosa. 
av VVV  
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RELACIONES VOLUMÉTRICAS Y GRAVIMÉTRICAS 
(%)100
s
v
V
V
e
(%)100
V
V
G
v
w  
(%)100
V
V
h
t
v 
RELACIÓN DE VACÍOS: 
GRADO DE SATURACIÓN: 
POROSIDAD: 
 
ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA 
h1
h
V
V
1
V
V
VV
V
V
V
e
t
v
t
v
vt
v
s
v 

1e
e
V
V
V
V
V
V
VV
V
V
V
h
s
s
s
v
s
v
sv
v
t
v 

 
PARÁMETROS ADICIONALES PARA e y h: 
 Donde: 
 
e: Relación de vacíos. 
h: Porosidad. ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA 
Arena bien gradada: e=0,43 - 0,67 h=30% – 40% 
 
Arena uniforme : e = 0,51 -0,85 h=34% - 46% 
 
Suelos cohesivos : e= 0,55 – 5,00 h=35% -83% 
VALORES TÍPICOS PARA e y h: 
ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA 
RELACIONES GRAVIMÉTRICAS 
s
w
W
W
W %
s
t
t
m
e1
W1
V
W 




t
s
d
V
W
s
s
s
V
W
 
CONTENIDO DE HUMEDAD: 
PESO ESPECÍFICO DE LA MASA DEL SUELO (DENSIDAD NATURAL): 
PESO ESPECÍFICO SECO: 
PESO ESPECÍFICO DE SÓLIDOS: 
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SUELO SATURADO 
El suelo saturado se encuentra sobre el nivel freático y todos sus vacíos están 
ocupados por agua. Por lo tanto, consta sólo de dos fases: sólida y líquida. 
AGUA 
SÓLIDO 
AGUA W
sWsV
V
VT ( cm
3) 
 
WT ( gr) 
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PESO TOTAL: WT = Ws + Wω 
PESO DEL SUELO: 
100
%w
1
W
W mhs 

st WWW 
PESO DEL AGUA: 
VOLUMEN DEL SUELO: 
s
s
s
W
V 
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VOLUMEN DEL AGUA:   WV
VOLUMEN DE VACÍOS: 
VOLUMEN TOTAL: 
RELACIÓN DE VACÍOS: 
Vv = Vω 
 VT = Vs + Vω 
(%)100
V
V
e
s
 
GRADO DE SATURACIÓN: %100(%)100
V
V
Gw  

POROSIDAD: (%)100
V
V
h
t
 
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SUELO SUMERGIDO 
AGUA 
sV
SÓLIDO 
AGUA W
sW
V
VT ( cm
3) 
 
WT ( gr) 
 
Nota: Los pesos y volúmenes se determinan igual que los suelos saturados. 
El suelo sumergido se encuentra bajo el nivel freático. Por lo tanto, todos sus 
vacíos están ocupados por agua. Este suelo consta sólo de dos fases: sólida y 
líquida. 
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RELACIONES GRAVIMÉTRICAS DE SUELOS SUMERGIDOS 
1'  s
1' mm 
PESO ESPECÍFICO DE SÓLIDOS: 
PESO ESPECÍFICO DE LA MASA: 
 
ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA 
BIBLIOGRAFÍA 
 JUAREZ BADILLO, EULALIO : MECÁNICA DE SUELOS (2012) 
ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA