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2013
David Huertas Rosales
[ DESCRIPCIN Y CLASIFICACIN Del SUELO ]
A continuacin se explica la teora relativa a la clasificacin e
identificacin del suelo as como una serie de ejercicios prcticos y
los resultados obtenidos en nuestros ensayos en el laboratorio.
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ndice.
1-Introduccin
2-Casagrande
3- Plasticidad, lmites de Atterberg, consistencia
y fluidez
3.1-Lmites de Atterberg
3.2-Limite liquido
3.3-Limite plstico
4-Clasificacin de Casagrande
5-Granulometria
5.1-Analisis granulomtrico por tamizado
5.2-Analisis granulomtrico por sedimentacin
5.3-Caracteristicas de las curvas granulomtricas
5.3.1-Diametro eficaz o efectivo
5.3.2-Coeficiente de uniformidad
5.3.3-Coeficiente de curvatura.
6-Caracteristicas de los distintos tipos de suelos
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6.1-Gravas
6.2-Arenas
6.3-Limos
6.4-Arcillas
7-Ejercicios prcticos
7.1-Granulometria
7.2-Limites de Atterberg
8-Resultados obtenidos en el laboratorio.
9-Bibliografia.
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DESCRIPCIN Y CLASIFICACIN DE LOS SUELOS
1-Introduccin. Para estudiar un material complejo como el suelo
(con diferente tamao de
partculas y composicin qumica) es necesario seguir una
metodologa con
definiciones y sistemas de evaluacin de propiedades, de forma
que se constituya un
lenguaje fcilmente comprensible por los tcnicos de diferentes
especialidades y
pases. As, se han clasificado los suelos en varios grandes
grupos en funcin de su
granulometra (Normas D.I.N., A.S.T.M., A.E.N.O.R., etc.):
M.I.T. y NORMAS Britnicas
Arcilla Limo Arena
Grava Fino Medio Grueso Fina Media Gruesa
0,002 0,006 0,02 0,06 0,2 0,6 2
DIN
Arcilla
Limo Arena Grava Piedr
a Fino
Medio
Grueso
Fina
Media
Gruesa
Fina
Media
Gruesa
0,002 0,006 0,02 0,06 0,2 0,6 2 6 20
60
U.S. Public Roads Administration y A.S.T.M.
Arcilla Limo Arena
Grava Fina Gruesa
0,006 0,05 0,25 2
Todas estas clasificaciones tienen algo de arbitrario, pues no
se pueden
establecer divisiones claras entre los elementos de una serie
continua. Pero sera una
gran ventaja el que un sistema fuese adoptado por todos los
ingenieros constructores.
En este sistema, las divisiones deberan corresponder, al menos
de un modo
aproximado, con cambios importantes en las propiedades de los
suelos, y las distintas
fracciones deberan ser reconocibles a simple vista o mediante
ensayos de campo
sencillos.
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2-Casagrande.
La clasificacin ms usada actualmente es la USCS (siglas en ingls
del Sistema
Unificado de Clasificacin de Suelos), tambin denominada
Clasificacin ASTM o de
Casagrande modificada.
En primera instancia este sistema divide los suelos en dos
grandes grupos: de
grano grueso y de grano fino. Pertenecen al primero aquellos
suelos que cuentan con
ms del 50 % en peso de partculas de tamao mayor a 0,080 mm. Se
representan por
el smbolo G (de gravas) si ms de la mitad de las partculas
gruesas son retenidas en tamiz 5 mm, y por el smbolo S (de arenas,
en ingls) s ms de la mitad de las mismas pasa por tamiz 5 mm.
A la G o a la S se les agrega una segunda letra que describe la
graduacin y la presencia de finos (partculas de tamao inferior a
0.080 mm):
W para suelos con buena graduacin, con poco o ningn fino.
P para suelos de graduacin pobre, uniforme o discontinua y con
poco o ningn fino
M para suelos que contienen limo o limo y arena
C para suelos que contienen arcilla o arena y arcilla.
Los suelos finos (aquellos que cuentan con una proporcin
superior al 50 % de
partculas de tamao inferior a 0.080 mm), se clasifican segn la
propuesta de
Casagrande, dividindose en tres grupos: las arcillas (C), los
limos (M) y los limos o arcillas orgnicos (O). Estos smbolos estn
seguidos por una segunda letra que depende del valor del lmite
lquido: L si el lmite lquido es menor a 50, y H si es mayor o igual
a 50.
En 1948 Arthur Casagrande propuso
un sistema de clasificacin de suelos
basado en especificaciones ampliamente
utilizadas durante la II Guerra
Mundial para la construccin de
aerdromos por el Corps of Engineers
del U.S. Army. Su utilidad se puso de
manifiesto durante los aos siguientes al
ser aplicada a diferentes obras de
ingeniera civil, tales como, presas,
canales y carreteras ejecutadas en el
mbito de la reconstruccin de la Europa
de posguerra.
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3- Plasticidad, lmites de Atterberg, consistencia y fluidez
Para comprender mejor esta clasificacin es necesario explicar
brevemente en qu
consisten tanto la plasticidad como los limites de Atterberg
Se denomina plasticidad a la propiedad que presentan algunos
suelos de modificar
su consistencia (o dicho de otra forma, su resistencia al corte)
en funcin de la
humedad.
Existe una correspondencia entre la plasticidad de un suelo y su
cohesin. La
plasticidad es una propiedad exclusiva de los suelos finos
(arcillas y limos), siendo
producto de las relaciones electroqumicas que se establecen
entre las superficies de
los elementos que forman el agregado que compone el suelo
(partculas elementales
de limo o arcilla). Los suelos granulares, formados
exclusivamente por elementos de
granulometra gruesa (arena, gravilla, grava o cantos) no
presentan plasticidad.
3.1-Lmites de Atterberg
Albert Mauritz Atterberg defini para el uso en agronoma cuatro
estados en los
que puede encontrarse un suelo plstico en funcin de su
consistencia, que vara
segn la humedad: slido, semislido, plstico y lquido. Un suelo
plstico seco se
encuentra en estado slido; al incrementar su humedad vara de
forma gradual su
consistencia hasta llegar al estado lquido. Los umbrales de
humedad que separan
cada uno de los estados son denominados lmites de Atterberg.
La aplicacin ingenieril de los conceptos de Atterberg se debe a
Arthur
Casagrande, quien normaliz una metodologa de laboratorio para
determinar la
humedad a la cual un suelo se encuentra en la frontera entre dos
estados de
consistencia.
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3.2-Limite liquido
Conceptualmente el lmite lquido () corresponde a la humedad por
encima de la cual la resistencia al corte de un suelo es nula
(propia de un lquido) y se determina
mediante un ensayo que relaciona este umbral de humedad con un
cierto nmero de
golpes que es necesario dar a un dispositivo en forma de cuchara
para que dos
porciones de suelo separadas por un surco se unan en una
longitud preestablecida en
este procedimiento se toman 12 mm a este test se le denomina
como ensayo de la
cuchara de Casagrande.
Cuchara de Casagrande
Desplazamiento de la muestra de suelo y cierre del surco en la
cuchara de
Casagrande
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3.3-Limite plstico
El lmite plstico () corresponde al umbral de humedad de un suelo
por encima del cual el material muestra una deformacin de tipo
plstica en relacin a las
tensiones aplicadas, y empricamente se relaciona con la humedad
por debajo de la
cual resulta imposible moldear un cilindro de 3 mm de
dimetro.
Determinacin del lmite plstico
El lmite de retraccin (), se define como la humedad por debajo
de la cual el suelo deja de presentar una disminucin de volumen
pareja a la disminucin de la
humedad (proceso de retraccin); por debajo de dicho umbral se
entiende que parte
de los poros del suelo se encuentran ya ocupados por aire, por
lo que se asume que el
lmite de retraccin corresponde con la humedad de saturacin de
una arcilla que al
contrario de lo que ocurre en un suelo granular, no equivale al
mximo contenido en
agua que pueda presentar el suelo.
Cambio de volumen asociado a la variacin de humedad en
arcillas
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Cuanto mayor sea el rango de humedad entre los diferentes lmites
de plasticidad,
mayor cantidad de agua podr asumir un suelo sin variar su estado
de consistencia,
entendindose por este comportamiento el concepto cualitativo de
plasticidad; la diferencia entre el valor de humedad
correspondiente al lmite lquido y al lmite
plstico se define como ndice de plasticidad (), siendo pues ms
plstico pues un suelo cuanto mayor sea este ndice.
La clasificacin de los suelos finos segn su plasticidad tiene en
consideracin los
valores del lmite lquido y del ndice de plasticidad. El valor
del lmite lquido = 50 se considera como umbral que distingue los
suelos de alta y media plasticidad, y el de = 30 distingue entre
suelos de plasticidad media y baja; una clasificacin ms
habitual
y simplificada considera los suelos de plasticidad media y baja
en un nico grupo de
suelos de baja plasticidad.
Representando la pareja de valores (, ) por un punto en un
grfico de coordenadas, situando en abscisas y en ordenadas , es
posible clasificar el suelo en uno de los grupos definidos por A.
Casagrande, segn muestra la siguiente figura.
Grfico de Casagrande
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En el grfico hay dos lneas rectas principales que separan cuatro
regiones. Una
lnea es vertical y corresponde a = 50 (delimita los suelos de
plasticidad alta o baja). La otra es una diagonal, la llamada lnea
A, que delimita las arcillas (por encima de la lnea) y los limos
(por debajo de la misma) y tiene por ecuacin:
= 0,73 ( 20)
Las clases de suelos definidas en funcin del grafico de
Casagrande son:
Arcilla inorgnica de baja plasticidad (CL).
Arcilla inorgnica de alta plasticidad (CH).
Limo inorgnico de baja plasticidad (ML).
Suelo con materia orgnica coloidal y baja plasticidad (OL).
Limo orgnico de alta plasticidad (MH).
Suelo con materia orgnica coloidal y alta plasticidad (OH).
3.3.1-Consistencia e ndice de fluidez
Una arcilla muy seca presenta una consistencia dura, y un
aspecto en forma de
terrn. Esa misma arcilla muy hmeda muestra en cambio una
consistencia muy
blanda: resulta obvio que la consistencia de la arcilla
disminuye al aumentar la
humedad. Con el fin de cuantificar el grado de consistencia se
emplea un ndice de
fluidez () que da idea de la relacin entre la humedad del suelo
en el intervalo de plasticidad:
Valores de IL negativos indican una arcilla de consistencia
slida. Si 0 < IL < 1 la
arcilla presenta una consistencia plstica, mientras que para IL
> 1 la arcilla muestra
una consistencia lquida.
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4-Clasificacin de Casagrande:
Clasificacin de Suelos de granos gruesos (ms de 50% retenido en
0,08 mm)
-grava (G): el 50%, o ms de la fraccin gruesa (> 0,08 mm) es
retenida en tamiz 5
mm
-arena (S): ms del 50% de la fraccin gruesa (> 0,08 mm) pasa
por tamiz 5 mm.
-Si menos del 5% en peso de la muestra pasa por tamiz 0,08 mm,
se calcula: Cu =
D60/D10 y Cc = (D30)2 /(D10 D60), entonces:
grava bien graduada (GW) si Cu > 4
arena bien graduada (SW) si Cu > 6 y 1 < Cc < 3.
grava pobremente graduada (GP), o arena pobremente graduada
(SP): no se
satisfacen simultneamente los criterios de Cu y Cc para bien
graduada.
- Si ms del 12% de la muestra pasa por el tamiz 0,08 mm, se
analizan los valores
del lmite lquido e ndice de plasticidad. Clasificamos la muestra
segn la carta de
plasticidad como grava limosa (GM), o arena limosa (SM), si los
resultados de los
lmites de consistencia muestran que los finos son limosos, es
decir, si el punto en la
grfica de Casagrande se sita bajo la lnea A o el IP es menor que
4. - Se clasifica la muestra como grava arcillosa (GC), o arena
arcillosa (SC), si los
finos son arcillosos, es decir, si el punto representativo de la
muestra se sita sobre la
lnea A y el IP es mayor que 7.
- Si el punto se sita en la lnea A o est sobre esta lnea, pero
el ndice de plasticidad est comprendido entre 4 y 7, se indica una
clasificacin doble (tal como
GM-GC o SM-SC).
-Si pasa por tamiz 0,08 mm del 5 % al 12% de la muestra, el
suelo se indicar
como clasificacin doble, basada en los criterios de graduacin y
lmites de
consistencia, tales como GW-GC o SP-SM.
-En casos dudosos, la regla es favorecer a la clasificacin de
menos plasticidad.
Por ejemplo una grava con 10% de finos, un Cu = 20, Cc = 2 e IP
=6, ser clasificada
como GW-GM en lugar de GW-GC.
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Clasificacin de suelos de grano fino (50% o ms pasa por 0,08
mm)
Aplcando los criterios de clasificacin de la carta de
plasticidad de Casagrande:
- Clasificar el suelo como una arcilla inorgnica (C), si al
dibujar el punto del
lmite lquido versus ndice de plasticidad, ste cae sobre la lnea
A y el ndice de plasticidad es mayor que 7.
Clasificar como arcilla inorgnica de baja a media plasticidad
(CL) si el wL < 50.
Clasificar como arcilla inorgnica de alta plasticidad (CH) si wL
50.
En caso que wL > 100 o IP > 60, expandir la carta de
plasticidad manteniendo
las mismas escalas y pendiente de la lnea A.
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-Clasificar el suelo como limo inorgnico (M), si el punto versus
IP se sita bajo la lnea A o IP < 4, a menos que se sospeche que
hay materia orgnica presente en cantidades suficientes como para
influir en las propiedades del suelo (suelo de color oscuro y olor
orgnico cuando est hmedo y tibio), en cuyo caso se debe efectuar un
segundo lmite lquido con la muestra que ensaye secada al horno a
una temperatura de 110 5C durante 24 horas. Se clasifica como limo
o arcilla orgnicos (O), si el lmite lquido despus del secado al
horno, es menor que 75% del lmite lquido de la muestra original
determinado antes del secado.
Clasificar el suelo como limo inorgnico de baja plasticidad
(ML), o como limo o arcilla orgnicos de baja plasticidad (OL), si
< 50 y el punto versus IP se sita bajo la lnea A o bien IP <
4.
Clasificar el suelo como limo inorgnico de alta plasticidad
(MH), o bien como arcilla o limo orgnicos de alta plasticidad (OH),
si es mayor que 50 y el punto versus IP se encuentra bajo la lnea A
o bien IP < 4.
-Con el fin de indicar sus caractersticas de borde, algunos
suelos de grano fino
deben clasificarse mediante simbologa doble. Si el punto -IP se
sita prcticamente en la lnea A o sobre la lnea A donde el ndice de
plasticidad tiene un rango de 4 a 7, el suelo debe tener
clasificacin doble tales como CL-ML o CH-OH. Algunas normas indican
como suelos de alta plasticidad todos aquellos con un valor del
lmite lquido wL 50, mientras que otras indican que si el punto = 50
el suelo deber tener clasificacin doble tales como CL-CH o
ML-MH.
-En casos dudosos la regla de clasificacin favorece al ms
plstico. Por ejemplo, un suelo fino con un = 50 e IP = 22 deber
clasificarse como CH-MH en lugar de CL-ML.
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5-Granulometra del suelo.
La granulometra o estudio de los distintos tamaos que componen
un suelo se
realiza en base a clasificaciones de tamaos normalizadas, de
distintos pases, que en
general corresponden a los siguientes grandes grupos:
Gravas-Arenas-Limos-Arcillas
En Espaa la clasificacin viene regulada por la norma UNE que
define los
siguientes grandes grupos:
Tipo Tamao
Bloques 1 m
Bolos 10cm a 30cm
Gravas >40mm
Gravillas >2mm
Arenas 2mm a 0.06mm
Limos 0.06mm a 0.002mm
Arcillas
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5.1-Analisis granulomtrico por tamizado
Para realizar el anlisis granulomtrico por tamizado se dispone
una serie de
tamices que son distintos segn sea la normativa del pas. El
anlisis granulomtrico
por tamizado se realiza tamizando o cribando, una determinada
cantidad de suelo, en
peso(por ejemplo 1Kg), a travs de una serie de tamices(que no
tiene por qu ser la
serie completa) y tras el correspondiente vibrado, bien sea
manual o automtico, se
pesa lo retenido en cada uno de los tamices.
conocido lo retenido en cada tamiz, se puede obtener el tanto
por ciento de
partculas de dimetro inferior al considerado en cada caso.
Representando en unos ejes coordenadas en abscisas los dimetros
de las
partculas en mm y en ordenadas el tanto por ciento de partculas
de dimetro inferior
al considerado, o tanto por ciento de partculas que pasa por un
determinado tamiz, se
obtiene la curva granulomtrica.
De forma similar a como se obtiene el tanto por ciento que pasa
por un
determinado tamiz, se puede obtener por diferencia el tanto por
ciento retenido en un
tamiz.
Para una mejor y ms clara representacin, las abscisas se
representan en escala
logartmica, con lo cual da una curva en la que las fracciones
gruesas no tienen tanta
importancia y se da ms a las fracciones finas.
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5.2-Analisis granulomtrico por sedimentacin
Para clasificar los tamaos gruesos de las partculas, el mtodo
mas cmodo y
rpido es el ensayo granulomtrico por tamizado. Sin embargo para
partculas finas,
concretamente a partir del tamiz de 0.08mm el tamizado se hace
muy difcil, por un
lado porque hace falta mucho tiempo y por el otro porque la
fabricacin de los tamices
presenta grandes dificultades.
Los mtodos que se utilizan ms frecuentemente se basan en la ley
de Stokes,
que fija la velocidad de cada de una esfera sumergida en un
fluido.
En el mtodo de sedimentacin se mezcla en una probeta, de
aproximadamente
50cm de altura, una cantidad de suelo seco(50 gr/l) con agua. Al
agua se le aaden
productos qumicos anticoagulantes y se agita todo el
conjunto.
Segn sea el mtodo utilizado por medio de una pipeta(mtodo de
Robinson o de
la pipeta) o de un densmetro(mtodo de Bouyoucos-Casagrande)
permiten conocer la
concentracin en determinados intervalos de tiempo y por medio de
ello calcular u
obtener puntos de la curva granulomtrica.
5.3-Caracteristicas de las curvas granulomtricas
De las curvas granulomtricas se pueden obtener algunos parmetros
o
caractersticas que son tiles bien para conocer mejor el suelo o
bien para estudios
posteriores de otras caractersticas de los mismos.
se definen los siguientes:
5.3.1-Diametro eficaz o efectivo
Es el tamao de partculas o dimetro, correspondiente al 10% "que
pasa" en la
curva granulomtrica. El conocimiento del D10 es vlido para el
estudio de la
permeabilidad de los suelos.
5.3.2-Coeficiente de uniformidad.
El coeficiente de uniformidad (U) es el cociente entre el D60 y
el D10, siendo el
D60 el dimetro o tamao de partculas correspondiente a la curva
granulomtrica al
60% "que pasa". El coeficiente de uniformidad da un valor que
permite conocer si el
suelo est bien o mal graduado, es decir si el tamao de las
partculas es muy
uniforme o por el contrario existen variedad de partculas de
distintos tamaos.
Si el coeficiente de uniformidad est entre 4 y 8, puede decirse
que el suelo est
bien graduado. Si el valor de U es cercano al del suelo est mal
graduado o que las
partculas son casi toda del mismo tamao.
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5.3.3-Coeficiente de curvatura.
El coeficiente de curvatura se define como el siguiente
cociente:
Siendo el dimetro o tamao de partculas correspondiente al 30%
que pasa en la curva granulomtrica.
El coeficiente de curvatura suele variar entre 1 y 3, siendo el
valor optimo
alrededor de 2.
6-Caracteristicas de los distintos tipos de suelos
6.1-GRAVAS
Se caracterizan porque los granos son observables a simple
vista.
Son granos que no se apelmazan aunque estn hmedos, debido a
la
pequeez de las tensiones capilares.
No retienen el agua.
Cuando el gradiente hidrulico es mayor que 1, se produce en
ellas flujo
turbulento.
Es difcil perforar un tnel en gravas con agua mediante aire
comprimido,
porque la prdida de aire es muy alta.
Ejemplo de grava
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6.2-ARENAS
Todava son observables a simple vista.
Los granos se apelmazan si estn hmedos, debido a la importancia
de las
tensiones capilares.
Cuando se mezclan con el agua no se forman agregados continuos,
sino que
se separan de ella con facilidad.
No se suele producir en ellas flujo turbulento aunque el
gradiente hidrulico sea
mayor que 1.
El aire comprimido es adecuado para perforar en ellas.
En general no son plsticas.
Los terrenos secos tienen una ligera cohesin, pero se reducen a
polvo
fcilmente entre los dedos.
Fcilmente erosionadas por el viento.
Fcilmente drenadas mediante bombeo.
Los asientos de las construcciones realizadas sobre ellas suelen
estar
terminados al acabar la construccin.
Ejemplo de arenas
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6.3-LIMOS
Partculas invisibles.
Retienen el agua mejor que los tamaos superiores.
En general son algo plsticos.
Los terrones secos tienen una cohesin apreciable, pero se pueden
reducir a
polvo con los dedos.
Si se forma una pasta agua-limo y se coloca sobre la mano, al
golpear con la
mano se ve cmo el agua se exhuda con facilidad.
Difcilmente erosionados por el viento.
Casi imposible de drenar mediante bombeo.
Los asientos suelen continuar despus de acabada la
construccin.
No suelen tener propiedades coloidales.
A partir de 0,002 mm, y a medida que aumenta el tamao de las
partculas, se
va haciendo cada vez mayor la proporcin de minerales no
arcillosos.
Tacto spero.
Se secan con relativa rapidez y no se pegan a los dedos.
Los terrones secos tienen una cohesin apreciable, pero se pueden
reducir a
polvo con los dedos.
Ejemplo de limo
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6.4-ARCILLAS Se trata partculas tamao gel y se necesita que haya
habido transformaciones
qumicas para llegar a estos tamaos.
Consisten en su mayor parte en minerales arcillosos,
principalmente minerales
silicatados, constituidos por cadenas de elementos tetradricos y
octadricos
(el in silicio se encuentra en el centro de cada una de estas
estructuras
regulares), unidas por enlaces covalentes dbiles, pudiendo
entrar las
molculas de agua entre las cadenas produciendo, a veces,
aumentos de
volumen (recuperables cuando el agua se evapora).
Tacto suave.
Los terrones secos se pueden partir, pero no reducir a polvo con
los dedos.
Se secan lentamente y se pegan a los dedos. Por ello la
capacidad de
retencin del agua es muy grande (pequeos huecos con una gran
superficie
de absorcin en las partculas y una estructura que permite
retener el agua),
por lo que son generalmente los materiales ms problemticos
(tiempos muy
elevados de consolidacin o de expulsin de agua bajo
esfuerzos).
Ejemplos de arcillas
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7-Ejercicios prcticos
7.1-Granulometria
Un suelo natural propuesto para la explanada de una carretera
tiene la distribucin granulomtrica que la recogida en la tabla. El
suelo tiene un lmite liquido de 44 y un limite plstico de 21.
Sabemos que el doble de "a" es igual al quintuplo de 2 "b". Y
ademas la suma de a y b representa el 70%. Se pide:
a)Curva granulometrica.
b)Porcentaje de grava, arena y finos, segn el sistema unificado
de clasificacin de suelos (SUCS).
c)Clasificar el suelo segn el SUCS mejorado.
D(mm) 10 4.75 2 1 0.1 0.05 0.006 0.002 % que pasa 100 97 92 84
58 a 30 b
Solucin:
a)Curva granulomtrica.
Para representar la curva granulomtrica, obtenemos a y b.
A continuacin, representamos los pares (D(mm),% que pasa)
obteniendo la grafica granulomtrica.
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b)Porcentaje de grava, arena y finos.
Segn el sistema unificado de clasificacin de suelos (SUCS) el
tamao de las gravas es superior al tamiz de 4.75mm, el de las
arenas se encuentra entre el tamiz de 0.075mm y el de 4.75mm y los
finos son inferiores al tamiz de 0.075mm. Por tanto:
grava(>4.75mm)=100-97=3%
arena(0.075,4.75mm)=97-55=42%
finos(%grava y l %grava es menor del 15%, por lo cual, resulta
una arcilla inorgnica magra(poco plstica) arenosa(CL).
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7.2-Limites de Atterberg
1-Los limites de Atterberg de un suelo son LL=47 y limite
plstico LP=25 y su contenido en arcilla del 39.5% en peso. Sabiendo
que el contenido de humedad del suelo in situ es del 28%.
Obtener:
a) ndice de plasticidad.
b) ndice de fluidez.
c) Estado del suelo.
d) Actividad del suelo.
Solucin:
a) ndice de plasticidad IP.
El ndice de plasticidad es 22
b) ndice de liquidez o fluidez IL.
El ndice de liquidez es 0.14
c)Estado del suelo
El suelo "in situ" con su humedad natural, estara en estado
plstico, LP
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a)Limite liquido(LL).
b)Limite plstico(LP).
c)ndice de plasticidad(IP).
Tabla 1
ID N golpes 1 16 48.69 43.31 27.64 2 28 56.46 49.5 27.77 3 34
53.54 47.44 27.91
Tabla 2
ID 1 53.41 48.29 27.61 2 53.74 48.63 27.71
Solucin:
a)Limite liquido(LL).
De los datos conocidos podemos obtener la masa seca de la
muestra(masa de las partculas solidas) y la masa del agua que
estaba entre los huecos de la muestra().
Tenemos que:
Siendo la humedad de este ensayo,
Aplicando esto a los tres ensayos obtenemos:
ID N golpes
1 16 48.69 43.31 27.64 15.67 5.38 34.33 2 28 56.46 49.5 27.77
21.73 6.96 32.03 3 34 53.54 47.44 27.91 19.53 6.1 31.23
Representando los valores en la siguiente, unindolos con una
lnea y partiendo del eje vertical de 25 golpes, intersecamos la
recta ajustada y trazamos una lnea vertical hasta alcanzar el eje
vertical, en el aproximamos el limite liquido.
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El limite liquido LL=32.5
b)Limite plstico(LP).
Para hallar el limite plstico, obtenemos las humedades de los
dos ensayos, siguiendo el proceso realizado en el apartado
anterior. El LP lo tomaremos como el valor promedio de las dos
humedades. En la tabla siguiente, se recogen los valores de las
humedades, tomando el LP como valor promedio:
ID 1 53.41 48.29 27.61 20.68 5.12 24.76 2 53.74 48.63 27.71
20.92 5.11 24.43
El limite plstico LP=24.6%
C)ndice de plasticidad(IP).
Se define como la diferencia entre el limite liquido y el
plstico.
El ndice de plasticidad IP=7.9%
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8-Resultados obtenidos en el laboratorio. Usando los bacos de
Excel se puede comprobar de forma rpida si los ensayos estn bien
realizados y si los resultados son coherentes.
Por ello he realizado los clculos relativos a los ensayos de los
limites de Atterberg(limite liquido y limite plstico) as como el
ensayo granulomtrico por tamizado, tanto a mano como con las hojas
de Excel a modo de comprobacin.
A continuacin se muestran una serie de imgenes tomadas durante
la realizacin de los mismos as como las hojas de Excel
correspondientes a dichos ensayos.
Pesaje de la muestra de suelo para el ensayo de los limites de
Atterberg
Ensayo de la cuchara de Casagrande
Muestras de distintos tamaos de suelo procedentes del ensayo
granulomtrico
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CARTA DE PLASTICIDAD PARA EL SISTEMA
UNIFICADO DE CLASIFICACIN DE SUELOS
ID Suelo LL (%) LP (%) IP (%)=LL-LP Smbolo
1 22 15,9 6,1 CL-ML
ABREVIATURAS:
LL: Lmite lquido
LP: Lmite plstico
22; 6,1
CL
ML-OL
CH
MH-OH
CL-ML
Lnea A
Lnea U
; 0 ; 0 ; 0 ; 0 ; 0 ; 0 ; 0 ; 0 ; 0
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
nd
ice
de
pla
stic
idad
(IP
)
Lmite lquido (LL)
Carta de Plasticidad
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CLASIFICACIN DEl SUELO
GRANULOMETRA:
D(mm) UNE Total (g) Pasa TotalRecomendados D(mm) (g) (%) %
(Directo)
100 25 0 2046 100 100
80 20 0 2046 100 100
63 4 8 2038 100 100
50 2,5 43,4 2002,6 97,87 97,87
40 2 72,1 1973,9 96,87 96,87
25 1,25 255,2 1790,8 87,52688172
20 0,8 439,9 1606,1 78,49951124
12,5 0,63 597,7 1448,3 70,78690127
10 0,4 698,3 1347,7 65,86999022
6,3 0,16 804,3 1241,7 60,68914956
5 0,08 1000,5 1045,5 51,09970674
2
1,25
0,4
0,16
0,08
Masa Tot (g) 2046,00 2046,00
PLASTICIDAD SUELO/FRACCIN FINA:
Lmite lquido: 22,00
Lmite plstico: 15,90
ndice plasticidad: 6,10
Tipo de suelo Inorgnico
VALORES CALCULADOS:Tamices: UNEPasa tamiz (mm): 5 100,00 %
Pasa tamiz (mm): 0,08 51,10 %
Grava 0,00 %Arena 48,90 %Finos 51,10 %D60: 0,152 mmD30: No hay
dato mmD10: No hay dato mmCoeficiente uniformidad (Cu): No hay
datosCoeficiente curvatura (Cc): No hay datos
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GRFICOS:
CLASIFICACIN:
CL-ML Arcilla limosa arenosa;
Finos Arena Grava N200(0,075) N4(4,75)
0,152
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
%q
ue
pas
a
D (mm)
Curva Granulomtrica
CL
ML-OL
CH
MH-OH
CL-ML
Lnea A Lnea U
ML 22,0; 6,1
0
10
20
30
40
50
60
70
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
nd
ice
de
pla
stic
idad
(IP
)
Lmite lquido (LL)
Carta de Plasticidad
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9-Bibliografia.
Ejercicios resueltos de Geotecnia Agustn Matas Snchez
Ingeniera Geolgica Gonzlez de Vallejo
Mecnica de suelos Jurez Badillo
Mecnica del suelo y cimentaciones. UD 1 Y 2
Terrenos y ensayos - E. Fernndez del Olmo