UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil Laboratorio de Mecánica de Suelos
TALLER BÁSICO DE MECÁNICA DE SUELOS Análisis Granulométrico Granulométric o por Tamizado Expositor: Antioco Quiñones Villanueva
[email protected] [email protected] [email protected]
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Laboratorio de Mecánica de Suelos
GRANULOMETRIA POR TAMIZADO
Análisis Granulométrico Por Tamizado ASTM D422
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) . Febrero 2006
Curso Taller de Mecánica de Suelos
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Laboratorio de Mecánica de Suelos
GRANULOMETRIA POR TAMIZADO
Análisis Granulométrico Por Tamizado ASTM D422
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) . Febrero 2006
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• • • • •
Febrero 2006
EQUIPO
Tamices de malla cuadrada. Balanza con sensibilidad de 0.1 gramo. Horno de secado. Bandejas, cepillos y brochas. Muestra representativa del suelo.
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EQUIPO
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Horno de secado
Juego de Tamices Construidos de acuerdo a la Norma ASTM
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EQUIPO
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Balanza digital
Taras y recipientes Resistentes a altas temperaturas y corrosión
- 0 01 . ara muestras de menos de 200 . – 0.1 gr. Para muestras de mas de 200g-
Muestra representativa
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Tamiz de 3”
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EQUIPO
Tamiz Nº 4
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Tamiz Nº 200
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SERIE DE TAMICES
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Serie de Tamices ASTM 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)
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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) ° ° ° ° ° °
N N N N N N N N N N
° ° ° ° ° ° ° ° ° °
12 (1.70 mm) 14 (1.40 mm) 16 (1.18 mm) 18 (1.00 mm) 20 (0.850mm) 25(0.710 mm) 30 (0.600mm) 35 (0.500mm) 40 (0.425mm) 45 (0.355mm)
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N N N N N N N N N
50 (0.300mm) 60 (0.250mm) 70 (0.212mm) 80 (0.180mm) 100(0.150mm) 120(0.125mm) 140(0.106mm) 170(0.090mm) 200(0.075mm)
° ° ° ° ° ° ° ° °
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SERIE DE TAMICES
Serie de Tamices usados para el ensayo por tamizado según la Norma ASTM-422 3” (75.0 mm) 2” (50.0 mm) 1 ½” (37.5 mm) . mm ¾” (19.0 mm) 1/2” (12.5 mm) 3/8” ( 9.5 mm) 1/4” ( 6.3 mm)
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N° 4 (4.75 mm) N° 10(2.00 mm) N° 20 (0.850mm) . mm N° 40 (0.425mm) N° 60 (0.250mm) N° 100(0.150mm) N°200(0.075mm)
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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.
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CUARTEO DE LA MUESTRA
Mezclar la muestra:
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CUARTEO DE LA MUESTRA
Obtener una muestra uniforme:
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CUARTEO DE LA MUESTRA
Dividir la muestra uniforme en cuatro partes iguales:
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CUARTEO DE LA MUESTRA
Tomar dos de las cuatro partes y mezclar. De estar forma reducir la muestra hasta completar el peso requerido.
Pesar la muestra seleccionada y llevarla al horno por 24 horas. Febrero 2006
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LAVADO DE LA MUESTRA
Una vez seca y fría la muestra en el horno, ésta se debe pesar. Se anota el peso de la muestra secada al horno
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LAVADO DE LA MUESTRA
Para el lavado de la muestra se usa el siguiente equipo: la malla Nº 200, pipeta, y vasijas.
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LAVADO DE LA MUESTRA
Para el lavado de la muestra se usa la malla Nº 200. Se echa la muestra en porciones, de forma que no se pierda partículas mayores a 0.074 mm (diámetro de la malla Nº 200.
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SECADO EN EL HORNO
Una vez lavada la muestra por la malla Nº 200, el material retenido debe secarse en el horno por 24 horas. Luego de esa etapa, se enfría la muestra y se pesa. Así se obtiene el peso lavado y secado al horno.
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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.
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PESADO DEL MATERIAL RETENIDO
Luego de tamizado se procede a pesar el material retenido en .
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DATOS QUE SE OBTIENEN
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DATOS QUE SE OBTIENEN TAMIZ
Peso de la muestra secada al horno (W1):
1366.6
Peso de la muestra lavada
ABERTURA
Peso Retenido
(mm)
(grs)
3"
76.200
2"
50.300
1 1/2"
38.100
80.0
y secada al horno (W2):
918.4
1"
25.400
172.5
W1 - W2 =
448.2
3/4"
19.050
43.2
1/2"
12.700
112.0
3/8"
9.525
58.9
1/4"
6.350
82.0
Nº 4
4.760
32.1
Nº 10
2.000
93.6
Nº 20
0.840
57.5
Nº 30
0.590
22.1
Nº 40
0.426
20.2
Nº 60
0.250
55.0
Nº 100
0.149
55.1
Nº 200
0.074
34.2 448.2
Platillo Suma: Febrero 2006
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1366.6 LMS-FIC-UNI
CALCULOS
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% Re tenido
W malla *100 =
W 1
Donde: W malla : Peso retenido por la malla. . Ejemplo para la malla Nº 30: % Re tenido
Febrero 2006
22.1*100 =
1366.6
Curso Taller de Mecánica de Suelos
=
1.6
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CALCULOS
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TAMIZ
ABERTURA
Peso Retenido
% Parcial
(mm)
(grs)
Retenido
3"
76.200
2"
50.300
1 1/2"
38.100
80.0
5.9
1"
25.400
172.5
12.6
3/4"
19.050
43.2
3.2
1/2"
12.700
112.0
8.2
3/8"
9.525
58.9
4.3
1/4"
6.350
82.0
6.0
Nº 4
4.760
32.1
2.3
Nº 10
2.000
93.6
6.8
Nº 20
0.840
57.5
4.2
Nº 30
0.590
22.1
1.6
Nº 40
0.426
20.2
1.5
Nº 60
0.250
55.0
4.0
Nº 100
0.149
55.1
4.0
Nº 200
0.074
34.2
2.5
448.2
32.8
1366.6
100.0
Platillo Suma: Febrero 2006
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CALCULOS
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TAMIZ
Peso Retenido
% Parcial
(mm)
(grs)
Retenido
% Acumulado Retenido
Pasa
3"
76.200
0.0
100.0
2"
50.300
0.0
100.0
1 1/2"
38.100
80.0
5.9
5.9
94.1
1"
25.400
172.5
12.6
18.5
81.5
3/4"
19.050
43.2
3.2
21.6
78.4
1/2"
12.700
112.0
8.2
29.8
70.2
3/8"
9.525
58.9
4.3
34.1
65.9
1/4"
6.350
82.0
6.0
40.1
59.9
Nº 4
4.760
32.1
2.3
42.5
57.5
Nº 10
2.000
93.6
6.8
49.3
50.7
Nº 20
0.840
57.5
4.2
53.5
46.5
Nº 30
0.590
22.1
1.6
55.2
44.8
Nº 40
0.426
20.2
1.5
56.6
43.4
Nº 60
0.250
55.0
4.0
60.7
39.3
Nº 100
0.149
55.1
4.0
64.7
35.3
Nº 200
0.074
34.2
2.5
67.2
32.8
448.2
32.8
100.0
0.0
Platillo
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ABERTURA
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CURVA GRANULOMETRICA CURVA GRANULOMÉTRICA
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0 100
10
1
0.1
0.01
AB ERTURA (mm)
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CURVAS TIPICAS
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Grava mal graduada (GP): CURVA GRANULOM TRICA
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0 100
10
1
0.1
0.01
AB ERTURA (mm)
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CURVAS TIPICAS
Grava bien graduada (GW): CURVA GRANULOMÉTRICA
100.0
90.0
80.0
70.0
60.0
50.0
40.0
30.0
20.0
10.0
0.0 100.000
10.000
1.000
0.100
0.010
ABERTURA (mm)
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CURVAS TIPICAS
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Grava arcillosa (GC): CURVA GRANULOMÉTRICA 100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0 100
10
1
0.1
0.01
ABERTURA (mm)
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CURVAS TIPICAS
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Arena mal graduada (SP): CURVA GRANULOMÉTRICA 100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0 100
10
1
0.1
0.01
ABERTURA (mm)
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CURVAS TIPICAS
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Arena limosa (SM): CURVA GRANULOMÉTRICA 100.0
90.0
80.0
70.0
60.0
50.0
40.0
30.0
) % ( A S A P E U Q O D A L U M U C A E J A T N E C R O P
20.0
10.0
0.0 100.000
10.000
1.000
0.100
0.010
ABERTURA ( mm)
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CURVAS TIPICAS
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Arena arcillosa (SC): CURVA GRANULOMÉTRICA 100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0 100
10
1
0.1
0.01
ABERTURA (mm)
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CURVAS TIPICAS
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Limo de baja plasticidad (ML): CURVA GRANULOMÉTRICA 100
90
80
60
50
40
30
20
10
0 100
10
1
0.1
0.01
ABERTURA (mm)
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CURVAS TIPICAS
Arcilla de baja plasticidad (CL): CURVA GRANULOMÉTRICA 100.0
90.0
80.0
70.0
60.0
50.0
40.0
30.0
20.0
10.0
0.0 100.000
10.000
1.000
0.100
0.010
ABERTURA (mm)
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CURVAS TIPICAS
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Arcilla de alta plasticidad (CH): CURVA GRANULOMÉTRICA 100
90
80
60
50
40
30
20
10
0 100
10
1
0.1
0.01
ABERTURA (mm)
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CALCULOS:
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FORMULAS DE INTERPOLACION D X
=
DS
(% PS X )( DS DI ) −
−
−
% PS % PI −
Donde: DX DS DI PS PI
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: Diámetro incógnita (10, 30, 60) : Diámetro de la malla superior : Diámetro de la malla inferior : Porcentaje que pasa por la malla superior : Porcentaje que pasa por la malla inferior
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CALCULOS: EJEMPLO 1
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Tamiz
Abertura (mm)
(%) acumulado que pasa
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
Febrero 2006
Para el D10: D10
=
DS
(% PS 10)( DS DI ) −
−
−
% PS % PI −
D10 DS DI PS PI D10
=
0.250
= Incógnita = 0.250 mm = 0.149 mm = 19.80% = 8.4% (19.80 10)(0.250 0.149) −
−
−
19.80 8.40 −
D10
=
0.163
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CALCULOS: EJEMPLO 1
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Tamiz
Abertura (mm)
(%) acumulado que pasa
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
Febrero 2006
Para el D30: D30
=
DS
(% PS 30)( DS DI ) −
−
−
% PS % PI −
D30 DS DI PS PI D30
=
0.426
= Incógnita = 0.426 mm = 0.250 mm = 68.50% = 19.80% (68.50 30)(0.426 0.250) −
−
−
68.50 19.80 −
D30
=
0.287
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CALCULOS: EJEMPLO 1
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Tamiz
Abertura (mm)
(%) acumulado que pasa
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
Febrero 2006
Para el D60: D60
=
DS
(% PS 60)( DS DI ) −
−
−
% PS % PI −
D30 DS DI PS PI D60
=
0.426
= Incógnita = 0.426 mm = 0.250 mm = 68.50% = 19.80% (68.50 60)(0.426 0.250) −
−
−
68.50 19.80 −
D60
=
0.395
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CALCULOS: EJEMPLO 1
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Coeficiente de Uniformidad: C U
C c
Febrero 2006
=
=
D60 D10
0.395 =
( D30 )
0.163
2
D10 xD60
=
2.42
(0.287) =
2
0.163 x0.395
=
1.28
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CALCULOS: EJEMPLO 2
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Tamiz
Abertura (mm)
3"
76.200
2"
50.300
(%) acumulado que pasa
1 1/2"
38.100
100.0
1"
25.400
81.6
3/4"
19.050
62.8
1/2"
12.700
48.7
"
.
D10
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
=
DS
(% PS 10)( DS DI ) −
−
−
% PS % PI −
D10 DS DI PS PI
.
1/4"
Febrero 2006
Para el D10:
D10
=
= Incógnita = 0.590 mm = 0.426 mm = 11.50% = 9.30%
0.590
(11.50 10)(0.59 0.426) −
−
−
11.50 9.30 −
D10
=
0.478
Curso Taller de Mecánica de Suelos
LMS-FIC-UNI
CALCULOS: EJEMPLO 2
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos
Tamiz
Abertura (mm)
3"
76.200
2"
50.300
(%) acumulado que pasa
1 1/2"
38.100
100.0
1"
25.400
81.6
3/4"
19.050
62.8
1/2"
12.700
48.7
"
.
D30
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
=
DS
(% PS 30)( DS DI ) −
−
−
% PS % PI −
D30 DS DI PS PI
.
1/4"
Febrero 2006
Para el D30:
D30
=
= Incógnita = 6.350 mm = 4.760 mm = 33.0% = 29.0%
06.350
D30
(33.0 30)(6.350 4.760) −
−
=
−
33.0
−
29.0
5.158
Curso Taller de Mecánica de Suelos
LMS-FIC-UNI
CALCULOS: EJEMPLO 2
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos
Tamiz
Abertura (mm)
3"
76.200
2"
50.300
(%) acumulado que pasa
1 1/2"
38.100
100.0
1"
25.400
81.6
3/4"
19.050
62.8
1/2"
12.700
48.7
"
.
D60
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
=
DS
(% PS 60)( DS DI ) −
−
−
% PS % PI −
D30 DS DI PS PI
.
1/4"
Febrero 2006
Para el D60:
D60
=
19.050
= Incógnita = 19.050 mm = 12.700 mm = 62.80% = 48.70% (62.80 60)(19.050 12.700) −
−
−
62.80 48.70 −
D60
=
17.789
Curso Taller de Mecánica de Suelos
LMS-FIC-UNI
