Universidad Nacional de Trujillo Facultad de
IngenieraLaboratorio de Procesamiento de Cermicos Departamento de
ingeniera MaterialesndiceI.RESUMEN2II.OBJETIVOS2III.ANTECEDENTES
EMPRICOS Y TERICOS2IV.FUNDAMENTO TERICO3V.MATERIALES, EQUIPOS E
INSTRUMENTOS7VI.PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL8VII.RESULTADOS Y
DISCUSIONES9VIII.CONCLUSIONES11IX.RECOMENDACIONES12XI.REFERENCIAS
BIBLIOGRFICAS13XI.ANEXOS13
Laboratorio N2 SISTEMA DE CLASIFICACION DE SUELOS
I. RESUMEN: La siguiente practica realizada en el laboratorio
realizada en el laboratorio de materiales cermicos se realiz con el
fin de poder conocer los diferentes sistemas de clasificacin para
suelos utilizando el Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos
(SUCS) normado en la ASTM D 2487-00 la cual nos dar como resultado
que tipo de suelo es usando tambin la ASTM International referentes
a los ensayos de contenido de humedad, granulometra y determinacin
de los lmites de Atterberg la cual nos lo indica el sistema
AASHTO.
II. OBJETIVOS:
2.1. Conocer los diferentes sistemas de clasificacin para
suelos.2.2. Determinar a qu tipo de suelo pertenecen el agregado
grueso y de agregado fino.III. ANTECEDENTES EMPRICOS Y TERICOS: El
mtodo del Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos, requiere
obtener la informacin pertinente sobre algunas las caractersticas
esenciales del suelo a estudiar. Esta informacin se obtiene a
partir de dos pruebas de laboratorio normadas por la ASTM
International, las pruebas necesarias para obtener los datos para
poner clasificar el suelo son el contenido de humedad, el anlisis
granulomtrico y los lmites lquidos y plstico y el ndice de
plasticidad. Los cuales permiten obtener la distribucin de tamaos
de partcula del suelo y los contenidos de humedad de frontera entre
diferentes estados de consistencia. Al realizar los ensayos
mencionadas anteriormente, es importante garantizar que las
muestras obtenidas del campo sean representativas para poder
realizar conclusiones y poder ligarlas a la totalidad del suelo del
cual se obtuvieron dichas muestras. Debido a esto, es que se utiliz
tanto el mtodo del Separador Mecnico, como mtodo del Cuarteo,
especificado en la norma ASTM C 702- 68.La clasificacin del suelo
es de suma importancia para la creacin del modelo geotcnico y el
diseo de cimentaciones en un terreno en especfico, debido a que se
requiere conocer el tipo de suelo en el lugar a realizar la futura
obra de ndole civil, ya que se debe realizar un estudio sobre las
capacidades de carga y asentamientos generados sobre los estratos
de suelo, de tal forma que stos posean las propiedades necesarias
para el soporte de la estructura. IV. FUNDAMENTO TERICO: 4.1.
Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos:Este sistema clasifica
los suelos en dos amplias categoras: suelos de grano grueso que son
de naturaleza tipo grava y arenosa con menos del 50% pasando la
malla N 200... [y] los suelos de grano fino con 50% o ms pasando la
malla No. 200, para clasificar apropiadamente un suelo utilizando
este sistema, deben conocerse el porcentaje de grava, el porcentaje
de arena, el porcentaje de limo y arcilla, los coeficientes de
uniformidad y curvatura y el lmite lquido e ndice de plasticidad.
Los primeros cinco datos se obtienen a partir de un anlisis
granulomtrico.El mtodo SUCS presenta diversa nomenclatura; para
suelos granulares, las siglas son G (grava), S (arena), W (bien
graduada) y P (mal graduada). Para suelos finos la nomenclatura es
M (limo), C (arcilla), H (alta compresibilidad) y L (baja
compresibilidad) y para los suelos orgnicos la sigla es Pt
(turba).
El procedimiento para la clasificacin de suelos viene descrito
de la siguiente forma:
1. Descartar que el suelo sea un Pt. 2. Determinar si el suelo
es fino o granular: -Granular....... % pasando # 200 < 50%.
-Fino............... % pasando # 200 50%. 3. Si el suelo es
granular, seguir los siguientes pasos: 3.1. Determinar si es grava
o arena: -Si Ret. #4 > 50% Ret. #200, hay ms grava que arena,
por lo que es un suelo tipo grava. [1]
4.2. CLASIFICACIN DE UN SUELO SEGN SUCS:-Si Ret. #4 50% Ret.
#200, hay ms arena que grava, por lo que es un suelo tipo arena.
-3.2. Determinar si G S est limpia, intermedia o sucia: -Limpia, si
l % pasa #200 es < 5%. Determinar si es W P. -Intermedia, si el
% pasa #200 est entre 5 y 12%. Determinar si es W P. Determinar si
est contaminada con M C. -Sucia, si el % pasa #200 es > 12%.
Determinar si est contaminada con M C. Para determinar si el suelo
es W o P se utiliza el Cc y el Cu. -Para las gravas, es W si
Cu>4 ,1< Cc < 3, es P si incumple alguno de los dos
parmetros. -Para las arenas, es W si Cu>6 ,1< Cc < 3, es P
si incumple alguno de los dos parmetros.
- Determinar el nombre de grupo utilizando el cuadro respectivo.
- Si el suelo es fino, determinar directamente la clasificacin por
medio de la carta de plasticidad, conociendo el lmite lquido (LL) y
el ndice de plasticidad (IP). - Determinar el nombre de grupo
utilizando el cuadro respectivo.
Fig.1.Sistema unificado de sistema de suelos (SUCS) incluyendo
identificacin y descripcin.FUENTE:
http://images.slideplayer.es/4/1490599/slides/slide_21.jpg
4.3. ANLISIS GRANULOMTRICO:
El anlisis granulomtrico es la determinacin del rango de tamaos
de partculas presentes en un suelo, como un porcentaje del peso
seco total. Los resultados del anlisis granulomtrico se presentan
generalmente en grficas semi-logartmicas como curvas de distribucin
granulomtrica, en las cuales se grafica el porcentaje de partculas
inferiores a un tamao en particular en funcin de ese tamao en
escala logartmica. Con la forma de dichas curvas se puede describir
la gradacin, que depende de la amplitud o estrechez del grfico.
Fig.2. Curvas de gradacin tpicas, suelo A es bien gradado, suelo B
es uniforme y suelo C es gradacin discontinua (Berry & Reid,
1993, p. 37)
Indican la posibilidad de expresar la gradacin numricamente
mediante el coeficiente de uniformidad (Cu) y el coeficiente de
curvatura (Cz), que se definen, respectivamente, de la siguiente
manera:Cu=Cz=Donde:D10, D30y D60 son los tamaos de partcula para
los cuales el 10, 30 y 60% del material, respectivamente, es ms
fino que esos tamaos. De acuerdo con el sistema de clasificacin
SUCS, los suelos se clasifican como bien gradados si Cu > 4 6 y
1 < Cz< 3. [2]
4.4. SISTEMA AASHTO:Este sistema describe un procedimiento para
clasificar suelos en siete grupos, basado en las determinaciones de
laboratorio de granulometra, lmite lquido e ndice de plasticidad.
La evaluacin en cada grupo se hace mediante un "ndice de grupo", el
cual se calcula por la frmula emprica:IG = (F - 35) (0,2 + 0.005
(Wl - 40)) + 0,01 (F - 15) (IP - 10).
En que:F= Porcentaje que pasa por 0.08 mm, expresado en nmeros
enteros basado solamente en el material que pasa por 80 mm.Wl=Lmite
Lquido.IP=ndice de Plasticidad.Se informa en nmeros enteros y si es
negativo se informa igual a 0.Este mtodo define:- Grava: material
que pasa por 80 mm y es retenido en tamiz de 2- Arena gruesa:
material comprendido entre 2 mm y 0.5 mm- Arena fina: material
comprendido entre 0,5 y 0,08 mm.- Limo arcilla: material que pasa
por tamiz 0,08 mm.[3]
Fig.3.Clasificacion de suelos segn sistema AASHTO.FUENTE:
http://www.rocamix.es/analisis_granulometria.php.
4.4.1. LMITES DE ATTERBERG:
Los lmites de Atterberg o lmites de consistencia se utilizan
para caracterizar el comportamiento de los suelos finos, aunque su
comportamiento vara a lo largo del tiempo. El nombre de estos es
debido al cientfico sueco Albert Mauritz Atterberg (1846-1916).Los
lmites se basan en el concepto de que en un suelo de grano fino
solo pueden existir cuatro estados de consistencia segn su humedad.
As, un suelo se encuentra en estado slido, cuando est seco. Al
agregrsele agua poco a poco va pasando sucesivamente a los estados
de semislido, plstico, y finalmente lquido. Los contenidos de
humedad en los puntos de transicin de un estado al otro son los
denominados lmites de Atterberg.Los ensayos se realizan en el
laboratorio y miden la cohesin del terreno y su contenido de
humedad, para ello se forman pequeos cilindros de espesor con el
suelo. Siguiendo estos procedimientos se definen tres lmites:1.
Lmite lquido: Cuando el suelo pasa de un estado plstico a un estado
lquido. Para la determinacin de este lmite se utiliza la cuchara de
Casagrande.2. Lmite plstico: Cuando el suelo pasa de un estado
semislido a un estado plstico.3. Lmite de retraccin o contraccin:
Cuando el suelo pasa de un estado semislido a un estado slido y se
contrae al perder humedad.Relacionados con estos lmites, se definen
los siguientes ndices: ndice de plasticidad: Ip IP = wl - wp ndice
de fluidez: If = Pendiente de la curva de fluidez ndice de
tenacidad:It = Ip/If ndice de liquidez (IL IL), tambin conocida
como Relacin humedad-plasticidad (B):IL = (Wn - Wp) / (Wl-Wp) (Wn =
humedad natural)
Fig.4.Grafica para clasificar los finos en funcin de su
plasticidad.FUENTE:
https://www.google.com.pe/search?biw=1525&bih.ucn..ucn
Fig.5.Caracteristicas de los suelos segn SUCS.FUENTE:
http://sirio.ua.es/proyectos/manual_%20carreteras/02010103.pdf
V. MATERIALES, EQUIPOS E INSTRUMENTOS:
5. 1. MATERIALES: Muestras del agregado grueso. Muestras del
agregado fino.
5. 2. EQUIPOS:
Balanza digital, capacidad de 3200g., precisin de 0.01g. Cmara
digital, marca sony.
5. 3. INSTRUMENTOS:
Tamices de serie ASTM (series fina y gruesa): Para la obtencin
de ridos retenidos en el tamiz (2, 1 , 1, , , 3/8, 4,8, 16, 30, 50,
100,200). Malla metlica: Con un dimetro de 8 pulg. Norma E-11
VI. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:6. 1. En la realizacin de esta
prctica de laboratorio, se tom como base las muestras de la prctica
de granulometra de agregado fino y agregado grueso, para poder
identificar el tipo de suelo que a las que pertenecen.6. 2. En base
a las experiencias anteriores, en donde fueron tomados el agregado
grueso y agregado fino y se procesaron en una mquina de zarandeo de
tamices, para la cual obtener los datos de los porcentajes del peso
retenido que contena cada tamiz. 6. 3. Consiguientemente para poder
clasificar el tipo de suelo, se toma como base el cuadro de la fig.
N2, en la cual se identifica el tipo de grava y arena mediante
operaciones respectivas conforme a las propiedades que presente la
muestra ensayada. 6. 4. Luego nos basamos en el procedimiento para
clasificar los suelos mediante el sistema SUCS, para lo cual
primero descartamos que sea un suelo Pt (turba de suelos) y en
nuestro caso se descart que lo sea.6. 5. Luego se observ si el
suelo es granular o fino:- Granular....... % pasando # 200 <
35%. -Fino............... % pasando # 200 35%. 6.6. Se obtuvo que
el suelo es granular y para ello tenemos que verificar si es un
suelo de arena o grava.6.7. Se obtuvo que es un suelo de tipo arena
mediante:
-Si Ret. #4 > 50% Ret. #200, hay ms grava que arena, por lo
que es un suelo tipo grava. -Si Ret. #4 50% Ret. #200, hay ms arena
que grava, por lo que es un suelo tipo arena.6.8. Se determin que
si su G o S est limpia, intermedia o sucia.
-Limpia, si el % pasa #200 es < 5%. Determinar si es W P.
-Intermedia, si el % pasa #200 est entre 5 y 12%. Determinar si es
W P. Determinar si est contaminada con M C. -Sucia, si el % pasa
#200 es > 12%. Determinar si est contaminada con M C. Para
determinar si el suelo es W o P se utiliza el Cc y el Cu. 6.9. En
nuestro caso se obtuvo que es limpia y luego tuvimos que ver si es
W o P Para lo cual usamos la siguiente formula:Cu=Cz=-Para las
arenas, es W si Cu>6 ,1