GRANULOMETRIA DE LOS SUELOS

INTEGRANTES: BECERRA SOTO, JORGE DAVILA MEDINA, MAX ANSONNY ROMAN GARCIA, JOSE MIGUEL

DOCENTE: ING. CALDERON VASQUEZ, CARLOS

OCTAVIO

CHICLAYO, 19 DE MARZO DEL 2015

La

granulometría Es la determinación de los tamaños de las partículas de una cantidad de muestra de suelo, y aunque no es de utilidad por sí solo, se emplea junto con otras propiedades del suelo para clasificarlo, a la vez que nos auxilia para la realización de otros ensayos. En suelos granulares nos da una idead de su permeabilidad y en general de su comportamiento ingenieril, no así en suelos cohesivos donde este comportamiento depende de la historia geológica del suelo

La importancia de un estudio de suelos, radica en saber si el suelo será capaz de soportar las construcciones, iniciando con la cimentación, que es la parte conocida como infraestructura que se colocará por debajo de la superficie del terreno y que transmitirá las cargas al suelo. Con el transcurso del tiempo se determinó que algunas de las estructuras se deterioraron antes de la vida útil, presentando distintas fallas, debidas a que el suelo sobre el cual han sido cimentadas no han soportado el peso de la misma, a consecuencia de las deformaciones sufridas por el suelo, tales como asentamientos, deformaciones, expansión del suelo y otros.

La Importancia

Como medir un

Suelo?

Divisiones mayores Símbolo del grupo Nombre del grupo

Suelos granulares gruesos

Grava grava limpia menos del 5% pasa el tamiz nº200

GW grava bien gradada, grava fina a gruesa

más del 50% retenido en el tamiz nº200

(0.075 mm)

> 50% de la fracción gruesa retenida en el tamiz nº4 (4.75 mm)

GP grava pobremente gradada

grava con más de 12% de finos

pasantes del tamiz nº 200

GM grava limosa

GC grava arcillosa

Arena

Arena limpia

SW Arena bien gradada, arena fina a gruesa.

 

≥ 50% de fracción gruesa que pasa el

tamiz nº4

SP Arena pobremente gradada

 Arena con más de

12% de finos pasantes del tamiz

nº 200

SM Arena limosa

  SC Arena arcillosa

Suelos de grano fino

limos y arcillasinorgánico

ML limo

límite líquido < 50

CL arcilla

orgánico OL Limo orgánico,arcilla orgánica

más del 50% pasa el tamiz No.200

limo y arcillainorgánico

MH limo de altaplasticidad, limoelástico

límite líquido ≥ 50CH Arcilla de alta plasticidad

orgánico OH Arcilla orgánica, Limo orgánico

Suelos altamente orgánicos Pt turba

Los granos no se apelmazan aunque esténhúmedos, debido a la pequeñez de las tensionescapilares

Cuando el gradiente hidráulico es mayor que 1, seproduce en ellas flujo turbulento.

Los granos se apelmazan si están húmedos, debido a la importancia de las tensiones capilares.

No se suele producir en ellas flujo turbulento aunque el gradiente hidráulico sea mayor que 1.

Diferencias entre Gravas y Arenas Gravas (>2 mm)Arenas (entre

0,006 y 2 mm)

Partículas visibles.

En general no plásticas.

Los terrenos secos tienen una ligera cohesión, pero se reducen a polvo fácilmente entre los dedos.

Fácilmente erosionadas por el viento.

Fácilmente arenadas mediante bombeo.

Los asientos de las construcciones realizadas sobre ellas suelen estar terminados al acabar la construcción.

Partículas invisibles. En general, algo plásticos.

Los terrenos secos tienen una cohesión apreciable, pero se pueden reducir a polvo con los dedos.

Difícilmente erosionados por el v iento.

Casi imposible de drenar mediante bombeo.

Los asientos suelen continuar después de acabada la construcción.

Diferencias entre Arenas y limos Arenas (entre 0,06 y 2 mm) Limos

(entre 0,002 y 0,06 mm)

No suelen tener propiedades coloidales.

A partir de 0,002 mm, y a medida que aumenta el tamaño de las partículas, se va haciendo cada vez mayor la proporción de minerales no arcillosos.

Tacto áspero.

Se secan con relativa rapidez y no se pegan a los dedos.

Los terrones secos tienen una cohesión apreciable, pero se pueden reducir a polvo con los dedos.

Suelen tener propiedades coloidales.

Consisten en su mayor parte en minerales arcillosos.

Tacto suave. Se secan lentamente y se pegan a los dedos.

Los terrones secos se pueden partir, pero no reducir a polvo con los dedos.

Diferencias entre Arenas y limos Limos (entre 0,002 y 0,06 mm)

Arcillas (< 0,002 mm)

Definiciones

Análisis Granulométrico (Análisis mecánico del suelo)

El análisis mecánico es la determinación del rango del tamaño de partículas presentes en un suelo, expresado como un porcentaje del peso (o masa) seco total. Se usan generalmente dos métodos para encontrar la distribución del tamaño de las partículas del suelo:Análisis con cribado, para tamaños de partículas mayores de 0.075 mm de diámetro, y Análisis hidrométrico, para tamaños de partículas menores de 0.075 mm de diámetro. Se describen a continuación los principios básicos de los análisis por cribado e hidrométrico. A partir de la curva de distribución granulométrica, se pueden obtener diámetros característicos tales como el , , , etc. El D se refiere al tamaño del grano, o diámetro aparente, de la partícula de suelo y el subíndice (10, 30, 60) denota el porcentaje de material más fino.

Este método se utiliza para obtener un valor estimado de

la distribución granulo métrica de suelos cuyas partículas se encuentran comprendidas entre los 0,074 mm. (malla N° 200 ASTM) y hasta alrededor de 0,001 mm.

  El análisis hidrométrico se basa en el principio de la

sedimentación de granos de suelo en agua. Cuando un espécimen de suelo se dispersa en agua, las partículas se asientan a diferentes velocidades, dependiendo de sus formas, tamaños y pesos. Por simplicidad, se supone que todas las partículas de suelo son esferas y que la velocidad de las partículas se expresa por la ley de Stokes,

Análisis por hidrometría

(Granulometría fina)

DX=((D1-D2)*(X-%1) / (%1-%2))+D1

Una indicación de la variación del tamaño de los granos presentes en la muestra se obtiene mediante el coeficiente de uniformidad Cu, definido como:

Cu= /

El Coeficiente de Uniformidad Y Coeficiente de Curvatura

El coeficiente de concavidad Cc o de curvatura, es una medida de la forma de la curva entre el y el , y se define de la siguiente forma:

Cc=

Tamiz

    Porcentaje que Pasa en Peso   

Gradación A * 

Gradación B Gradación C Gradación D 

    

             

50 mm (2”) 100   100 --- --- 

               

25 mm (1”)   ---   75 – 95 100 100 

               

9,5 mm (3/8”) 30 – 65   40 – 75 50 – 85 60 – 100 

               

4,75 mm (Nº 4) 25 – 55   30 – 60 35 – 65 50 – 85 

               

2,0 mm (Nº 10) 15 – 40   20 – 45 25 – 50 40 – 70 

             

4,25 m (Nº 40) 8 – 20   15 – 30 15 – 30 25 – 45 

               

75 m (Nº 200) 2 – 8   5 – 15 5 – 15 8 – 15 

               

Normas Tecnicas

Análisis por cribado (Granulometría Gruesa)

El análisis por cribado consiste en sacudir la muestra de suelo a través de un conjunto de mallas que tienen aberturas progresivamente más pequeñas. Los números de las mallas estándar con sus tamaños de aberturas (usadas en Estados Unidos) se dan en la tabla 1.3Primero el suelo se seca en horno, y luego todos los grumos se disgregan en partículas pequeñas antes de ser pasados por las mallas. Cuando se analizan suelos cohesivos, resulta difícil disgregar los grumos en partículas individuales. En tal caso, el suelo se mezcla con agua para formar una lechada que luego se lava a través de las mallas. Las porciones retenidas en cada malla se recolectan por separado y se secan en horno antes de que la masa retenida encada malla sea determinada.

Designac

ión de Tamiz ASTM

Abertura en mm ASTM

Designación de Tamiz ASTM

Abertura en mm ASTM

5 127 N.° 10 2

4 101.6 N.° 12 1.68

3 76.2 N.° 16 1,19

2.5 63.5 N.° 18 1

2 50.8 N.° 20 0.84

1.5 38.1 N.° 30 0.59

1.25 31.7 N.° 35 0.5

1 25.4 N.° 40 0.42

3/4 19.1 N.° 50 0.297

5/8 15.9 N.° 60 0.25

1/2 12.7 N.° 70 0.21

3/8 9.52 N.° 80 0.177

5/16 7.93 N.° 120 0.125

1/4 6.35 N.° 140 0.105

N.° 4 4.75 N ° 200 0.074

N.° 5 4 N.°230 0.062

N.° 6 3.36 N.° 270 0.053

N.° 8 2.38 N.° 325 0.044

Tamiz, Abertura(mm) y Tipo de suelo

Tamiz

Los resultados del análisis mecánico (análisis por cribado e

hidrométrico) se presentan generalmente en gráficas semilogarítmicas como curvas de distribución granulométrica (o de tamaño de grano). Los diámetros de las partículas se grafican en escala logarítmi ca y el porcentaje correspondiente de finos en escala aritmética. Por ejemplo, las curvas de distribución granulométrica para dos suelos se muestran en la figura 1.6. La curva de distribución granulométrica para el suelo A es la combinación de los resultados del análisis por cribado presentados en la tabla 1.4 y los resultados del análisis hidrométri- co para la fracción de finos. Cuando los resultados del análisis por cribado y del análisis hidrométrico se combinan, generalmente ocurre una discontinuidad en el rango en que éstos se traslapan. La razón para la discontinuidad es que las partículas de suelo son ge neralmente irregulares en su forma. El análisis por cribado da la dimensión intermedia de una partícula; el análisis hidrométrico da

Curva de distribución

granulométrica

El analisis Hidrometrico da el diámetro de una esfera que se

asentaría a la misma razón que la partícula de suelo. Los porcentajes de grava, arena, limo y partículas tamaño

arcilla presentes en un suelo se obtienen de la curva de distribución granulométrica. De acuerdo con el Sistema Unificado Clasificación de Suelos, el suelo A en la figura 1.6 tiene los siguientes porcen tajes:

Grava (límite de tamaño: mayores que 4.75 mm) = 0% Arena (límites de tamaño: 4.75 a 0.075 mm) = porcentaje de

más finos que 4.75 mm de diámetro — porcentaje de más finos que 0.075 mm de diámetro = 100 — 62 = 38%

Limo y arcilla (límites de tamaño: menores que 0.075 mm) = 38%

Curva de distribución

granulométrica

Curva granulométrica

Peso Total 8956.06 gr

Peso del Recipiente 290.75 gr

Peso Seco 866.31gr

Peso Seco Lavado 8485.26

Ejemplo

Tamiz Diámetro(mm) Peso Retenido Peso Retenido %

%Reteido Acmulado % que pasa

3" 76,2 1575,6 18,57 18,57 81,432" 50,8 1693,67 19,97 38,54 61,46

1 1/2" 38,1 1146 13,55 52,09 47,911" 25,4 515,76 6,07 58,16 41,84

3/4" 19 302,51 3,56 61,72 38,281/2" 12,7 393,67 4,63 66,35 33,653/8" 9,53 202,21 2,38 68,73 31,271/4" 6,35 289,36 3,41 72,14 27,86N 4 4,76 170,55 2,01 74,15 25,85N 8 2,3 500,23 5,89 80,04 19,96

N 16 1,18 425,5 5,01 85,05 14,95N 30 0,59 326,5 3,85 88,9 11,1N 50 0,3 365,79 4,31 93,21 6,79

N 100 0,15 390,28 4,59 97,8 2,2N 200 0,07 172,63 2,03 99,83 0,17

Bandeja 0 15 0,17 100 0total 8485,26

Ejemplo

0.010.11101000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

DIAMETRO(mm)

QU

E P

ASA

%

observar que el suelo se divide en Fracción Granular Gruesa y

Fracción Granular Fina. Al realizar un estudio de estos, nos dimos cuenta de características importantes que poseen para sus respectiva clasificación, las cuales nos permitirán verificar que tan apto puede ser para la realización de proyectos de construcción.

El método del Tamizado fue el elegido para clasificar las muestras, debido a la facilidad y sencillez con que se realiza.

El método por sedimentación o por Hidrometría se puede clasificar a los suelos granulométricamente cuando ya no es posible por el método de cribado.

Al realizar ambos métodos podemos analizar una muestra de suelo y tener una curva de distribución granulométrica completa

Conclusiones

Fundamentos de Ingeniería Geotécnica – Braja

M.Das (México – 2001) Ensayo: Análisis Granulométrico por

Sedimentación (Laboratorio de Mecánica de Suelos de la Universidad Nacional de Ingeniería)

Norma Técnica CE.010 de Pavimentos Urbanos

Referencias Bibliográficas