Granulometria

MECÁNICA DE SUELOS I

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

DOCENTE: ING.MSC. ESQUIVEL ZAMORA WASHINTON

MECÁNICA DE SUELOS I – PRACTICA 2

Contenido

INTRODUCCION........................................................................................................................................................3

ANALISIS GRANULOMETRICO DE SUELOS POR TAMIZADO POR LAVADO................................................................4


INTRODUCCION

El siguiente informe de las prácticas de laboratorio de mecánica de suelos con la colaboración de las clases teóricas dictadas por el ingeniero washinton, nos provee de conocimientos y el desarrollo del alumno de ingeniería civil, para la solución de problemas y el estudio del suelo.

Por consiguiente el informe presente admite el desarrollo de los pasos y los cálculos respectivos de diferentes pruebas de laboratorio respecto al suelo que serán de importancia en el desarrollo del curso y la rama respectiva a éste.


ANALISIS GRANULOMETRICO DE SUELOS POR TAMIZADO POR LAVADO

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL Conocer el procedimiento para obtener la curva granulométrica del suelo en estudio.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS Determinar el coeficiente de uniformidad y el coeficiente de curvatura. Conocer el equipo que se utiliza en la prueba. Elaborar la gráfica de granulometría y calcular los coeficientes de uniformidad y curvatura. Que el estudiante conozca las mallas que proporcionan las separaciones básicas entre las

partículas (Gravas, Arenas y Finos.) NORMAS

AASHTO T87-70 (preparación de la muestra) y T88-70 (procedimiento de la prueba). ASTM 421-58 Y D422-63.

APLICACIONES

La granulometría es usada para la clasificación de los suelos según SUCS, AASTHO Y FAA y para analizar qué tan estable u ordenado son sus partículas, cual nos ayudara a determinar que suelos son buenos para la aplicación de estructuras.

EQUIPOS Agitador eléctrico (opcional) Horno eléctrico capaz de mantener temperaturas uniformes y constantes hasta de 110 ± 5 °C Balanza electrónica de sensibilidad 0.1g

MATERIALES Muestra de suelo seca previamente lavada. Tamices: 2”,1”,3/8”, #4, #10, #40, #100, #200. Cazuela o bandeja. Escobilla y recipientes.

MARCO TEORICO

Su finalidad es obtener la distribución por tamaño de las partículas presentes en una muestra de suelo. Así es posible también su clasificación mediante sistemas como AASHTO o USCS. El ensayo es importante, ya que gran parte de los criterios de aceptación de suelos para ser utilizados en bases o subbases de carreteras, presas de tierra o diques, drenajes, etc., depende de este análisis. Para obtener la distribución de tamaños, se emplean tamices normalizados y numerados, dispuestos en orden decreciente. Para suelos con tamaño de partículas mayor a 0,074 mm. (74 micrones) se utiliza el método de análisis mecánico mediante tamices de abertura y numeración indicado en la tabla. Para suelos de tamaño inferior, se utiliza el método del hidrómetro, basado en la ley de Stokes.

Método para análisis mecánico.


Equipo necesario. - Un juego de tamices normalizados según la tabla anterior, balanzas con precisiones de 1 gr. o 0,1 gr., Horno de secado con circulación de aire y temperatura regulable capaz de mantenerse en 110º ± 5º C., Herramientas y accesorios, Bandeja metálica, recipientes plásticos y escobilla.

Tabla de cantidad mínima a ensayar según tamaño de partículas.

Se grafica la curva granulométrica, donde la ordenada será el porcentaje que pasa en peso en cada tamiz en escala natural y la abscisa el tamaño (diámetro equivalente) de las partículas en escala logarítmica. De esta curva se obtiene el porcentaje de gravas, arenas, finos y diámetros mayores a 3” del suelo. - Calcular el coeficiente de uniformidad (Cu), el cual es una medida de uniformidad (graduación) del suelo y el coeficiente de curvatura (Cc), el cual es un dato complementario para definir la uniformidad de la curva, mediante las siguientes expresiones:

Cu=D 60D 10

Cc= D302

D 60∗D10

Dónde:

D 1 0 = tamaño donde pasa el 10% del material



ESPÉCIMEN DEL ENSAYO

Según sean las características de los materiales finos de la muestra, el análisis con tamices se hace, bien con la muestra entera, o bien con parte de ella después de separar los finos por lavado. Si la necesidad del lavado no se puede determinar por examen visual, se seca en el horno una pequeña porción húmeda del material y luego se examina su resistencia en seco rompiéndola entre los dedos.

Si se puede romper fácilmente y el material fino se pulveriza bajo la presión de aquellos, entonces el análisis con tamices se puede efectuar sin previo lavado.

PROCEDIMIENTO Después de tener la muestra uniforme obtenida por cuarteo, pesar la muestra seleccionada y

llevarla al horno durante 24 horas o hasta obtener una masa constante. Una vez secada la muestra y enfriada, se procede a tomar el peso de la muestra secada al

horno. Tomar el peso del material requerido de acuerdo a la Tabla, y lavarlo a través del tamiz N° 200,

luego el material retenido debe secarse en el horno por 24 horas. Sepárese la porción de muestra retenida en el tamiz N° 4 en una serie de fracciones usando

los tamices, o los que sean necesarios dependiendo del tipo de muestra, o de las especificaciones para el material que se ensaya.

En la operación de tamizado manual se mueve el tamiz o tamices de un lado a otro y recorriendo circunferencias de forma que la muestra se mantenga en movimiento sobre la malla.


Se determina el peso de cada fracción en una balanza con una sensibilidad de 0.1 %. La suma de los pesos de todas las fracciones y el peso, inicial de la muestra no debe diferir en más de 1%.

Después de realizar el pesado correspondiente se procedió a calcular los errores y los porcentajes (%) de retención en las mallas N°4 y N°200.

PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO1. Una vez obtenido los pesos retenidos en los tamices, se procede a calcular el porcentaje

CALCULOS

P. antes de lavar 998.2

P. después de lavar 873.26mallas diámetros peso retenido peso ret. + finos corrección % peso retenido % pasa

2 50.8 0 0 0 0.00 1001 25.4 0 0 0 0.00 100.00

3/8 9.5 344.92 344.92 346.71 34.73 65.274 4.75 163.86 163.86 163.86 16.42 48.85

10 2 138.13 138.13 138.13 13.84 35.0140 0.425 129.43 129.43 129.43 12.97 22.05

100 0.15 44.56 44.56 44.56 4.46 17.58200 0.075 49.92 49.92 49.92 5.00 12.58

cazuela 0.65 125.59 125.59 12.58 0.00peso total 871.47 996.41 998.2 100

pérdida 1.79Error % 0.18

GRAVA % 51.15ARENA% 36.27FINOS% 12.58


0.010.11101000

20

40

60

80

100

120GRANULOMETRIA

MALLAS (mm)

% P

ASA

CALCULOS DE CLASIFICACION DEL SUELOEl % de finos es de 12.58:El % de retenido de gruesos son de 100 -12.58 = 87.42% > 50% entonces es suelo de grano grueso.Calculamos si es gravoso u arenoso: el % retenido en la malla Nº 4 = 51.15% > 50%*87.42= 43.71 entonces es un suelo gravoso.El % de finos que pasa la malla Nº 200 es de 12.58% > 12%. Calculamos Cc y Cu:

CALCULAMOS Cc y Cu CON UNA INTERPOLACION LINEAL SEMILOGARITMICAX−X 1X 2−X 1

= Y−Y 1Y 2−Y 1

DONDE:X= abertura del tamiz (escala logarítmica)Y=% que pasa (escala aritmética)X=D10, 30,60 Y= 10, 30, 60%X1=D1 Y1=%1X2=D2 Y2=%2

Dx= D 2−D 1log %2−log% 1

∗( log%x−log% 1 )+D 1

PARA DE D10:

D 10= 0.001−0.075log 0.001− log12.58

∗( log 10−log12.58 )+0.075=0.073

PARA DE D30:

D 30= 0. 425−2log 22.05−log35.01

∗(log30−log35.01 )+2=1.674

PARA DE D60:

D 60= 4.75−9.5log 48.85−log65.27

∗(LOG6 0−log 65.27 )+9.5=8.12

Cu=D 60D 10

= 8.120.073

=111.23

Cc= D302

D 60∗D10=1.674∗1.674

8.12∗0.073=4.72


Por lo tanto se clasifica como un suelo tipo GP.

OBSERVACIONES

A. El informe deberá incluir lo siguiente:

- El tamaño máximo de las partículas contenidas en la muestra.

- Los porcentajes retenidos y/o que pasan, para cada uno de los tamices utilizados.

- Toda información que se juzgue de interés.

Las pequeñas diferencias resultantes en el empate de las curvas obtenidas por tamizado y por sedimento respectivamente, se corregirán en forma gráfica.

B. Los siguientes errores posibles producirán determinaciones imprecisas en un análisis granulométrico por tamizado.

Aglomeraciones de partículas que no han sido completamente disgregadas. Si el material contiene partículas finas plásticas, la muestra debe ser disgregada antes del tamizado.

- Tamices sobrecargados. Este es el error más común y más serio asociado con el análisis por tamizado y tenderá a indicar que el material ensayado es más grueso de lo que en realidad es. Para evitar esto las muestras muy grandes deben ser tamizadas en varias porciones y las porciones retenidas en cada tamiz se juntarán luego para realizar la pesada.

- Los tamices han sido agitados por un periodo demasiado corto o con movimientos horizontales o rotacionales inadecuados. Los tamices deben agitarse de manera que las partículas sean expuestas a las aberturas del tamiz con varias orientaciones y así tengan mayor oportunidad de pasar a través de él.

- La malla de los tamices está rota o deformada; los tamices deben ser frecuentemente inspeccionados para asegurar que no tienen aberturas más grandes que la especificada.

- Pérdidas de material al sacar el retenido de cada tamiz.

- Errores en las pesadas y en los cálculos.

RECOMENDACIONES Lo mejor es utilizar un tamiz en buen estado caso contrario evitar que la muestra llegue a las

ranuras defectuosas que por estas puede pasar material que en realidad se retendría. Es recomendable utilizar tamices que correspondan a un mismo juego caso contrario no encajaran

perfectamente y quedaran aberturas entre ellos, en caso no se cuente con tamices del mismo juego se puede hacer tamiz por tamiz en un recipiente de plástico usado como cazuela.

Muchas veces quedara material atascado en las aberturas de los tamices estos son parte del retenido y se tienen que retirar con cuidado utilizando la escobilla.

CONCLUSIONES El lavado del suelo se desarrolla con bastante cuidado, no se debe perder la parte del suelo

retenido.


El tamizado se debe hacer con bastante cuidado sin que se pierda material por las ranuras entre tamiz y tamiz.

El pesado de los retenidos debe tener gran mayor precisión.

ANEXOS

SELECCIÓN DE LA MUESTRA POR CUARTEO: ALUMNOS EDU VALDEZ Y SUSAN CHOQUEMAQUI.

MUESTRA SELECCIONADA Y PESADA ANTES DE ENTRAR AL SECADO EN HORNO.

LAVADO DE LA MUESTRA DE SUELO DESPUES DEL SECADO EN HORNO: ALUMNO CHOQUEHUANCA

MAMANI JOSEF JIMY

TAMIZADO DE LA MUESTRA SECA DESPUES DE LAVADO ELABORADO POR LOS ALUMNOS CHOQUEHUANCA MAMANI JOSEF

JIMY Y VALER MEDINA MATT AIRTON


BIBLIOGRAFIA

JOSEPH E.BOWLES. Manual de Laboratorio de Suelos en Ingeniería Civil. MECANICA DE SUELOS TOMO 1-JUAREZ BADILLO Y RICO RODRIGUEZ FUNDAMENTOS DE INGENIERIA GEOTECNICA-BRAJA M. DAS. APUNTES DE CUADERNO DE CURSO DE MECANICA DE SUELOS 1

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