UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTÚNEZ DE MÁYOLO “UNASAM” FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL ESCUELA : INGENIERÍA CIVIL. CURSO : MECANICA DE SUELOS I DOCENTE : Ing. Víctor Vázquez Niño Ing. Víctor Vázquez Niño TRABAJO : INFORME DE LABORATORIO N° 2 TEMA : ANALISIS GRANULOMETRICO, CALCULO DEL LIMITE LIQUIDO Y PLASTICO. INTEGRANTES : ALEJO MOSQUERA, Yesenia. HUANUCO HENOSTROZA, Luis. VARGAS LEON, Jhasmin. HUARAZ – ANCASH 2011
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UNIVERSIDAD NACIONALSANTIAGO ANTÚNEZ DE MÁYOLO
“UNASAM”
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
ESCUELA : INGENIERÍA CIVIL.
CURSO : MECANICA DE SUELOS I
DOCENTE : Ing. Víctor Vázquez NiñoIng. Víctor Vázquez Niño
TRABAJO : INFORME DE LABORATORIO N° 2
TEMA : ANALISIS GRANULOMETRICO, CALCULO DEL LIMITE LIQUIDO Y PLASTICO.
INTEGRANTES :
ALEJO MOSQUERA, Yesenia. HUANUCO HENOSTROZA, Luis. VARGAS LEON, Jhasmin.
HUARAZ – ANCASH
2011
INTRODUCCION
mecanica de suelos i 2011-II
El comportamiento de los suelos es complejo debido a la naturaleza
granular y a la coexistencia de partículas sólidas con fluido intersticial
que generalmente está compuesto por más de un fluido (agua,
contaminantes orgánicos e inorgánicos, gases como ser aire o metano,
etc.).
En la clasificación de los suelos para usos de ingeniería es
universalmente acostumbrado utilizar algún tipo de análisis
granulométrico. Un parte importante de los criterios de aceptabilidad
de suelos para carreteras, aeropuertos, presas de tierra diques y otros
tipos de terraplenes y cualquier proyecto de ingeniería civil, es el
análisis granulométrico. La información obtenida del análisis
granulométrico puede en ocasiones utilizarse para predecir
movimientos del agua a través del suelo, aún cuando los ensayos de
permeabilidad se utilizan más comúnmente. La susceptibilidad de
sufrir la acción de las heladas en el suelo, una consideración de gran
importancia en climas más fríos puede predecirse a partir del análisis
granulométrico.
Los suelos muy finos son fácilmente arrastrados en suspensión por
el agua que circula a través del suelo y los sistemas de subdrenaje
usualmente se colman con sedimentos rápidamente a menos que sean
protegidos adecuadamente por filtros de material granular
debidamente gradado. La gradación adecuada de estos materiales,
denominados filtros pueden ser establecidas a partir de su análisis
granulométrico.
El análisis granulométrico es un intento de determinar las
proporciones relativas de los diferentes tamaños de grano presentes
en una masa de suelo dada. Obviamente para obtener un resultado
significativo la muestra debe ser estadísticamente representativa de la
masa de suelo .Como no es físicamente posible determinar el tamaño
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real de cada partícula independiente de suelo, la practica solamente
agrupa los materiales por rangos de tamaño.
ENSAYO:
ANALISIS GRANULOMETRÍCO DEL SUELO (MÉTODO MECANICO)
I. OBJETIVO
El objetivo del presente ensayo es:
La determinación cuantitativa de la distribución de tamaños de
partículas de suelo.
Esta norma describe el método para determinar los porcentajes
de suelo que pasan por los distintos tamices de la serie
empleada en el ensayo, desde la malla 3”, hasta el tamiz Nº 200
(0,074 mm.)
II. EQUIPO, HERRAMIENTAS Y MATERIALES
Una balanza, con sensibilidad de 0.1g
Tamices de malla de alambre forjado. Se puede usar como
alternativa, una serie con aberturas cuadradas de tamices que al
dibujar la gradación, dé:
3” (75 mm), una separación
uniforme entre los puntos
2” (50,8 mm) del gráfico,
conformada por los siguientes:
1½” (38,1 mm) 3” (75 mm)
1” (25,4 mm) 1½” (38,1 mm)
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¾" (19,0 mm) ¾" (19,0 mm)
3/8” (9,5 mm) 3/8” (9,5 mm)
Nº 4 (4,76 mm) Nº 4 (4,76 mm)
Nº 10 (2,00 mm) Nº 8 (2,36 mm)
Nº 20 (0,840 mm) Nº 16 (1,18 mm)
Nº 40 (0,425 mm) Nº 30 (0.60 mm)
Nº 60 (0,250 mm) Nº 50 (0.30 mm)
Nº 140 (0,106 mm) Nº 100 (0.150 mm)
Nº 200 (0,075 mm) Nº 200 (0,074 mm)
Horno, a temperatura constante de 110 ± 5 °C (230 ± 9 °F).
Envases, adecuados para
el manejo y secado de las
muestras.
Cepillo y brocha, para
limpiar las mallas de los
tamices.
Mortero y accesorio para
disgregar la muestra
Juego de tamices estándar
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III. FUNDAMENTO TEÓRICO
El estudio del suelo y subsuelo no debe limitar en donde se
realizará la obra civil, sino debe abarcar las zonas aledañas a la
construcción. El estudio debe incluir todos los principales
accidentes geográficos como ser quebradas, riachuelos, zona
anegada y la vegetación que existe en toda la zona elegida para la
construcción. Es de igual importancia tener los datos las
condiciones físicas naturales como ser humedad, presión,
temperatura, etc. Es de mucha ayuda conocer el perfil del subsuelo
ya que con esto podemos ver el nivel friático, la calidad o eficiencia
del drenaje.
Una parte importante de los criterios de aceptabilidad de suelos para
carreteras, aeropistas, presas de tierra, diques y otro tipo de
terraplenas es el análisis granulométrico.
La información obtenida del análisis granulométrico puede en
ocasiones utilizarse para predecir movimientos del agua a través del
suelo, aun cuando los ensayos de permeabilidad se utilizan más
comúnmente. La susceptibilidad de sufrir la acción de las heladas en
suelo, una consideración de gran importancia de climas muy fríos,
puede predecirse a través del análisis granulométrico del suelo.
Los suelos muy finos son fácilmente arrastrados en suspensión por el
agua que circula a través del suelo y en los sistemas de sub drenaje
usualmente se colman con sedimentos rápidamente a menos que
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sean protegidos adecuadamente por filtros de material granular
debidamente graduado. La gradación adecuada de estos materiales,
denominados filtros, puede ser establecida a partir de su análisis
granulométrico.
El análisis granulométrico es un intento de determinar las
proporciones relativas de los diferentes tamaños de grano presentes
en una masa de suelo dada. Obviamente para obtener un resultado
significativo la muestra debe ser estadísticamente representativa de
la masa del suelo.
Como no es físicamente posible determinar el tamaño real de cada
partícula independiente del suelo, la práctica solamente agrupa los
materiales por rangos de tamaño. Para lograr esto se obtiene la
cantidad de material que pasa a través de un tamiz con una malla
dada pero que es retenido en un siguiente tamiz cuya malla tiene
diámetros ligeramente menores a la anterior y se relaciona esta
cantidad retenida con el total de la muestra pesada a través de los
tamices. Es evidente que el material retenido de esta forma en
cualquier tamiz consiste en partículas de muchos tamaños todos los
cuales son menores al tamaño de la malla del tamiz en el cual el
suelo fue retenido.
Los tamices son hechos de malla de alambre forjado con aberturas
rectangulares que varían en tamaño desde 101.6 mm (4") en la parte
más gruesa hasta el número 400 (0.038 mm) en la serie
correspondiente a suelo fino, sin embargo, en la práctica el tamiz
más pequeño es el tamiz No.200 (0.075). Para mallas de tamaño
inferior al de este tamiz, es difícil permitir el paso libre del agua. El
suelo, por supuesto, provee generalmente más resistencia que el
agua al tamizado; por consiguiente, los tamices de malla más
pequeña que el número 200 son más interesantes desde un punto de
vista académico que desde el práctico.
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Todos los sistemas de clasificación utilizan el tamiz No.200 como un
punto divisorio, las clasificaciones se basan generalmente en
términos de la cantidad retenida o cantidad que pasa a través del
tamiz No.200. Ocasionalmente es deseable conocer la escala
aproximada de partículas de suelo menores que el tamiz No.200.
Cuando se presenta esta necesidad, entonces se recurre al método
del análisis granulométrico del hidrómetro, que es comúnmente
utilizado.
El proceso de tamizado no provee información sobre la forma de los
granos de suelo, si son angulares o redondeados. Solamente da
información sobre los granos que pueden pasar, o qué orientación
adecuada pasa, a través de una malla de abertura rectangular de un
cierto tamaño. Obviamente, en muestras de un cierto tamaño no
siempre es posible que todas las partículas pasen a través del tamiz
respectivo, ya que no es posible que no se puedan orientar
adecuadamente para pasar a través de su tamiz correspondiente, o
que las partículas más pequeñas podrían no haber sido totalmente
separados en el proceso de pulverización, e incluso las partículas
más finas, especialmente la fracción menor que el tamiz 200 en
tamaño, pueden adherirse a las partículas mayores y no pasar a
través del tamiz adecuado.
La información obtenida del análisis granulométrico se presenta en
forma de curva. Para poder comparar suelos y visualizar más
fácilmente la distribución de los tamaños de granos presentes, y
como una masa de suelos típica pueden tener partículas que varíen
entre tamaños de 2.00 mm y 0.075 mm las más pequeñas, por lo
que es necesario recurrir a una escala muy grande para poder dar el
mismo peso y precisión de lectura a todas las medidas, es necesario
recurrir a una presentación logarítmica para los tamaños de
partículas. Los procedimientos patrones utilizan el porcentaje que
pasa como la ordenada en la escala natural de la curva de
distribución granulométrica.
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Es evidente que una curva de distribución granulométrica solo pueda
aproximar la situación real. Esto se debe a varias razones
consideradas hasta aquí, incluyendo las limitaciones físicas para
obtener muestras estadísticamente representativas, la presencia de
grumos en el suelo, la limitación práctica impuesta por la utilización
de mallas de forma rectangular para medir partículas de suelo de
forma irregular y el número limitado de tamices utilizables en el
análisis. La exactitud del análisis es más cuestionable aún para los
suelos de grano fino (más fino que el tamiz No.4) que para los suelos
gruesos, y la práctica común y ampliamente seguida de utilizar
suelos secados al horno puede influir el análisis en otro tanto.
IV. PROCEDIMIENTO
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El procedimiento seguido para la ejecución del ensayo de Análisis
Granulométrico es el siguiente:
La muestra a ser ensaya debe ser preparada con anticipación
para tal efecto la nuestra deberá ser representativa para
obtener resultados correctos
La muestra deberá ser disgregada de su estado (sólido) y
secada al aire libre unos días antes del ensayo.
La muestra a ser utilizada debe obtenerse empleando el
método del cuarteo de la muestra total asegurándonos que sea
lo más representativo posible.
Se pesa la muestra de suelo y seguidamente se lava con
abundante agua para esto se emplea el tamiz Nº 200 lavar
cuidadosamente el material a través del tamiz hasta que el
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agua mantenga su transparencia. Es necesario ser cuidadoso en
este proceso para evitar daños en el tamiz y la pérdida del
suelo que eventualmente pueda salpicar fuera del tamiz.
Seguidamente el material lavado se coloca en el horno a una
temperatura de 110º C durante 24 horas.
Pesamos la muestra secada al horno.
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Colocamos los tamices uno sobre otro, de manera que el tamiz
de abertura mayor quede arriba, debajo el que le sigue.
Colocamos las muestras en los tamices y procedimos el
tamizado correspondiente.
Pesamos las cantidades de material que fueron retenidos en
cada malla o tamiz y anotamos estos datos.
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V. MEMORIA DE CÁLCULO
a) En el análisis por tamices se obtienen los resultados de pesos
parciales retenido en cada uno de ellos. Después se calcula los
porcentajes retenidos parciales, los porcentajes acumulativos,
los porcentajes que pasan por cada tamiz. Además es
conveniente presentar resultados en forma gráfica que tabular.
La presentación gráfica se efectúa por medio de la curva
granulométrica, que es la curva de los porcentajes que pasa
por cada tamiz, esta curva se gráfica en papel
semilogaritmico. En las ordenadas (escala natural del papel) se
anotan los porcentajes que pasa y en las abscisas (escala
logarítmica del papel) se anotan los diámetros de los tamices
en milímetros.
Se puede encontrar el diámetro efectivo de los granos (D10);
que es el tamaño correspondiente al 10% en la curva
granulométrica y se designa como D10.
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Otros tamaños definidos estadísticamente que son útiles
incluyen D60; D30. La uniformidad del suelo se puede definir
estadísticamente de varias maneras, un índice antiguo pero
útil, es el coeficiente de Uniformidad Cu que se define.
Para clasificación de suelos es útil definir un dato
complementario de uniformidad como es el coeficiente de
curvatura (Cc) definido como:
Los suelos bien graduados; CC entre 1 y 3.
a) Distribución granulométrica del suelo, y graficar y la curva