TALLER BÁSICO DE MECÁNICA DE SUELOS Análisis ... · Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil

Expositor: Antioco Quiñones Villanueva

[email protected]

[email protected]

[email protected]

TALLER BÁSICO DE

MECÁNICA DE SUELOS

Análisis Granulométrico por Tamizado

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil

Laboratorio de Mecánica de Suelos

Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI


Laboratorio de Mecánica de Suelos GRANULOMETRIA POR TAMIZADO

Análisis Granulométrico Por Tamizado

ASTM D422

Nos permite 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, hasta el de 0.074 mm (N°200).


Laboratorio de Mecánica de Suelos EQUIPO


• Tamices de malla cuadrada.• Balanza con sensibilidad de 0.1 gramo.• Horno de secado.• Bandejas, cepillos y brochas.• Muestra representativa del suelo.




Horno de secado

Juego de TamicesConstruidos de acuerdo a la Norma ASTM




Balanza digital- 0,01 g. para muestras de menos de 200g.– 0.1 gr. Para muestras de mas de 200g-

Taras y recipientesResistentes a altas temperaturas y corrosión

Muestra representativa




Tamiz de 3” Tamiz Nº 4 Tamiz Nº 200


Laboratorio de Mecánica de Suelos SERIE DE TAMICES


N° 50 (0.300mm)N° 60 (0.250mm)N° 70 (0.212mm)N° 80 (0.180mm)N° 100(0.150mm)N° 120(0.125mm)N° 140(0.106mm)N° 170(0.090mm)N°200(0.075mm)

N° 12 (1.70 mm)N° 14 (1.40 mm)N° 16 (1.18 mm)N° 18 (1.00 mm)N° 20 (0.850mm)N° 25(0.710 mm)N° 30 (0.600mm)N° 35 (0.500mm)N° 40 (0.425mm)N° 45 (0.355mm)

1/2” (12.5 mm)3/8” ( 9.5 mm)5/16”( 8.0 mm)1/4” ( 6.3 mm)N° 4 (4.75 mm)N° 5 (4.00 mm)N° 6 (3.35 mm)N° 7 (2.80 mm)N° 8 (2.36 mm)N° 10(2.00 mm)

3” (75.0 mm)2 ½” (63.0 mm)2” (50.0 mm)1 ¾” (45.0 mm)1 ½” (37.5 mm)1 ¼” (31.5 mm)1” (25.0 mm)7/8” (22.4 mm)¾” (19.0 mm)5/8” (16.0 mm)

Serie de Tamices ASTM


Laboratorio de Mecánica de Suelos SERIE DE TAMICES


N° 4 (4.75 mm)N° 10(2.00 mm)N° 20 (0.850mm)N° 30 (0.600mm)N° 40 (0.425mm)N° 60 (0.250mm)N° 100(0.150mm)N°200(0.075mm)

3” (75.0 mm)2” (50.0 mm)1 ½” (37.5 mm)1” (25.0 mm)¾” (19.0 mm)1/2” (12.5 mm)3/8” ( 9.5 mm)1/4” ( 6.3 mm)

Serie de Tamices usados para el ensayo por tamizado según la Norma ASTM-422


Laboratorio de Mecánica de Suelos PROCEDIMIENTO


FASES DEL ENSAYO:• Cuarteo de la muestra.• Secado en el horno.• Lavado por la malla Nº 200.• Secado en el horno de la muestra lavada.• Tamizado de la muestra.• Pesado del material retenido en cada tamiz.• Correcciones y cálculos.


Laboratorio de Mecánica de Suelos CUARTEO DE LA MUESTRA


Mezclar la muestra:




Obtener una muestra uniforme:




Dividir la muestra uniforme en cuatro partes iguales:




Tomar sólo dos de las cuatro partes:


Laboratorio de Mecánica de Suelos SECADO DE LA MUESTRA


Pesar la muestra seleccionada y llevarla al horno por 24 horas:


Laboratorio de Mecánica de Suelos TAMIZADO DE LA MUESTRA


La muestra se echa por la parte superior de la serie de tamices y luego se sacude por espacio de diez a quince minutos. Se debe tener cuidado de no perder material durante el zarandeo.


Laboratorio de Mecánica de Suelos PESADO DEL MATERIAL RETENIDO


Luego de tamizado se procede a pesar el material retenido en cada malla.


Laboratorio de Mecánica de Suelos DATOS QUE SE OBTIENEN



Laboratorio de Mecánica de Suelos DATOS QUE SE OBTIENEN


1366.6Suma:

448.2Platillo

34.20.074Nº 200

55.10.149Nº 100

55.00.250Nº 60

20.20.426Nº 40

22.10.590Nº 30

57.50.840Nº 20

93.62.000Nº 10

32.14.760Nº 4

82.06.3501/4"

58.99.5253/8"

112.012.7001/2"

43.219.0503/4"

172.525.4001"

80.038.1001 1/2"

50.3002"

76.2003"

(grs)(mm)

Peso RetenidoABERTURATAMIZ

448.2W1 - W2 =

918.4y secada al horno (W2):

Peso de la muestra lavada

1366.6secada al horno (W1):

Peso de la muestra


Laboratorio de Mecánica de Suelos CALCULOS


1

100*Re%

W

mallaWtenido =

Donde:W malla : Peso retenido por la malla.W1 : Peso de la muestra secada al horno.

Ejemplo para la malla Nº 30:

6.16.1366

100*1.22Re% ==tenido




100.01366.6Suma:

32.8448.2Platillo

2.534.20.074Nº 200

4.055.10.149Nº 100

4.055.00.250Nº 60

1.520.20.426Nº 40

1.622.10.590Nº 30

4.257.50.840Nº 20

6.893.62.000Nº 10

2.332.14.760Nº 4

6.082.06.3501/4"

4.358.99.5253/8"

8.2112.012.7001/2"

3.243.219.0503/4"

12.6172.525.4001"

5.980.038.1001 1/2"

50.3002"

76.2003"

Retenido(grs)(mm)

% Parcial Peso RetenidoABERTURATAMIZ




0.0100.032.8448.2Platillo

32.867.22.534.20.074Nº 200

35.364.74.055.10.149Nº 100

39.360.74.055.00.250Nº 60

43.456.61.520.20.426Nº 40

44.855.21.622.10.590Nº 30

46.553.54.257.50.840Nº 20

50.749.36.893.62.000Nº 10

57.542.52.332.14.760Nº 4

59.940.16.082.06.3501/4"

65.934.14.358.99.5253/8"

70.229.88.2112.012.7001/2"

78.421.63.243.219.0503/4"

81.518.512.6172.525.4001"

94.15.95.980.038.1001 1/2"

100.00.050.3002"

100.00.076.2003"

PasaRetenidoRetenido(grs)(mm)

% Acumulado% Parcial Peso RetenidoABERTURATAMIZ


Laboratorio de Mecánica de Suelos CURVA GRANULOMETRICA


CURVA GRANULOMÉTRICA

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.010.1110100

ABERTURA (mm)


Laboratorio de Mecánica de Suelos CURVAS TIPICAS



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.010.1110100

ABERTURA (mm)

Grava mal graduada (GP):




Grava bien graduada (GW): CURVA GRANULOMÉTRICA

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

0.0100.1001.00010.000100.000

ABERTURA (mm)




Grava arcillosa (GC):


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.010.1110100

ABERTURA (mm)




Arena mal graduada (SP): CURVA GRANULOMÉTRICA

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.010.1110100

ABERTURA (mm)




Arena limosa (SM): CURVA GRANULOMÉTRICA

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

0.0100.1001.00010.000100.000

ABERTURA (mm)

PO

RC

EN

TA

JE A

CU

MU

LAD

O Q

UE

PA

SA

(%

)




Arena arcillosa (SC):


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.010.1110100

ABERTURA (mm)




Limo de baja plasticidad (ML): CURVA GRANULOMÉTRICA

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.010.1110100

ABERTURA (mm)




Arcilla de baja plasticidad (CL): CURVA GRANULOMÉTRICA

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

0.0100.1001.00010.000100.000

ABERTURA (mm)




Arcilla de alta plasticidad (CH): CURVA GRANULOMÉTRICA

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.010.1110100

ABERTURA (mm)


Laboratorio de Mecánica de Suelos CALCULOS:


PIPSDIDSXPS

DSDX %%))((%

−−−−=

FORMULAS DE INTERPOLACION

Donde:

DX : Diámetro incógnita (10, 30, 60)DS : Diámetro de la malla superiorDI : Diámetro de la malla inferiorPS : Porcentaje que pasa por la malla superiorPI : Porcentaje que pasa por la malla inferior


Laboratorio de Mecánica de Suelos CALCULOS: EJEMPLO 1


3" 76.200

2" 50.300

1 1/2" 38.100

1" 25.400

3/4" 19.050

1/2" 12.700

3/8" 9.525 100.0

1/4" 6.350 99.2

Nº4 4.760 98.7

Nº10 2.000 97.5

Nº20 0.840 96.1

Nº30 0.590 89.5

Nº40 0.426 68.5

Nº60 0.250 19.8

Nº100 0.149 8.4

Nº200 0.074 4.3

TamizAbertura

(mm)(%) acumulado

que pasa Para el D10:

PIPSDIDSPS

DSD%%

))(10(%10 −

−−−=

D10 = IncógnitaDS = 0.250 mmDI = 0.149 mmPS = 19.80%PI = 8.4%

40.880.19)149.0250.0)(1080.19(

250.010 −−−−=D

163.010 =D




3" 76.200

2" 50.300

1 1/2" 38.100

1" 25.400

3/4" 19.050

1/2" 12.700

3/8" 9.525 100.0

1/4" 6.350 99.2

Nº4 4.760 98.7

Nº10 2.000 97.5

Nº20 0.840 96.1

Nº30 0.590 89.5

Nº40 0.426 68.5

Nº60 0.250 19.8

Nº100 0.149 8.4

Nº200 0.074 4.3

TamizAbertura

(mm)(%) acumulado


PIPSDIDSPS

DSD%%

))(30(%30 −

−−−=


80.1950.68)250.0426.0)(3050.68(

426.030 −−−−=D

287.030 =D




3" 76.200

2" 50.300

1 1/2" 38.100

1" 25.400

3/4" 19.050

1/2" 12.700

3/8" 9.525 100.0

1/4" 6.350 99.2

Nº4 4.760 98.7

Nº10 2.000 97.5

Nº20 0.840 96.1

Nº30 0.590 89.5

Nº40 0.426 68.5

Nº60 0.250 19.8

Nº100 0.149 8.4

Nº200 0.074 4.3

TamizAbertura

(mm)(%) acumulado


PIPSDIDSPS

DSD%%

))(60(%60 −

−−−=


80.1950.68)250.0426.0)(6050.68(

426.060 −−−−=D

395.060 =D




Coeficiente de Uniformidad:

42.2163.0395.0

10

60 ===DD

CU

28.1395.0163.0)287.0()( 2

6010

230 ===

xxDDD

Cc

Coeficiente de Curvatura:




Para el D10:

PIPSDIDSPS

DSD%%

))(10(%10 −

−−−=


30.950.11)426.059.0)(1050.11(

590.010 −−−−=D

478.010 =D

3" 76.200

2" 50.300

1 1/2" 38.100 100.0

1" 25.400 81.6

3/4" 19.050 62.8

1/2" 12.700 48.7

3/8" 9.525 40.6

1/4" 6.350 33.0

Nº4 4.760 29.0

Nº10 2.000 19.6

Nº20 0.840 15.4

Nº30 0.590 11.5

Nº40 0.426 9.3

Nº60 0.250 6.8

Nº100 0.149 5.2

Nº200 0.074 4.1

Abertura(mm)

Tamiz (%) acumuladoque pasa




Para el D30:

PIPSDIDSPS

DSD%%

))(30(%30 −

−−−=


0.290.33)760.4350.6)(300.33(

350.0630 −−−−=D

158.530 =D

3" 76.200

2" 50.300

1 1/2" 38.100 100.0

1" 25.400 81.6

3/4" 19.050 62.8

1/2" 12.700 48.7

3/8" 9.525 40.6

1/4" 6.350 33.0

Nº4 4.760 29.0

Nº10 2.000 19.6

Nº20 0.840 15.4

Nº30 0.590 11.5

Nº40 0.426 9.3

Nº60 0.250 6.8

Nº100 0.149 5.2

Nº200 0.074 4.1

Abertura(mm)





Para el D60:

PIPSDIDSPS

DSD%%

))(60(%60 −

−−−=


70.4880.62)700.12050.19)(6080.62(

050.1960 −−−−=D

789.1760 =D

3" 76.200

2" 50.300

1 1/2" 38.100 100.0

1" 25.400 81.6

3/4" 19.050 62.8

1/2" 12.700 48.7

3/8" 9.525 40.6

1/4" 6.350 33.0

Nº4 4.760 29.0

Nº10 2.000 19.6

Nº20 0.840 15.4

Nº30 0.590 11.5

Nº40 0.426 9.3

Nº60 0.250 6.8

Nº100 0.149 5.2

Nº200 0.074 4.1

Abertura(mm)





Coeficiente de Uniformidad:

20.37478.0789.17

10

60 ===DD

CU

13.3789.17478.0

)158.5()( 2

6010

230 ===

xxDDD

Cc

Coeficiente de Curvatura:

Documents

TALLER BÁSICO DE MECÁNICA DE SUELOS Análisis ... · Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil