Trabajo Final Suelos

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULT ACULTAD DE CIENCIAS CI ENCIAS AGRARIAS AGRAR IAS ESCUELA DE FORMACION PROFECIONAL DE INGENIERIA AGRÍCOLA TEMA: GRANULOMETRIA EN LOS SUELOS  ASIGNATURA:  ASIGNATURA:

Mecánica de suelos I

DOCENTE: INTEGRANTES:

Ing. Alipio, ÑAHUI PALOMINO AYME QUISPE, Esau FERNANDEZ LEON, Rony R. PAUCCA GUTIERREZ GUTI ERREZ,, Yolanda olan da QUISPE MENDOZA, Edwin VARGAS ÑAUPA , Alfredo VERA CARDENAS, Jhoser

Ayacucho – Perú 2014

INTRODUCCION En los comienzos de la investig investigaciones aciones de las propiedades propiedades de los suelos se creyó que las propiedades mecánicas dependían directamente de la distribución de las partículas constituyentes de su tamaño. por ello nace la preocupación especial de los ingenieros la búsqueda de métodos adecuados para obtener la distribución. hoy con suficiente experiencia es posible deducir las propiedades mecánicas de los suelos a partir de su distribución granulométrica o descripción por tamaños.

INTRODUCCION En los comienzos de la investig investigaciones aciones de las propiedades propiedades de los suelos se creyó que las propiedades mecánicas dependían directamente de la distribución de las partículas constituyentes de su tamaño. por ello nace la preocupación especial de los ingenieros la búsqueda de métodos adecuados para obtener la distribución. hoy con suficiente experiencia es posible deducir las propiedades mecánicas de los suelos a partir de su distribución granulométrica o descripción por tamaños.

OBJETIVOS 

Objetivo general: Determinar experimentalmente la distribución cuantitativa del tamaño de las partículas de un suelo.

Objetivos específicos: graduació n en base a los   Analizar su graduación coeficientes de uniformidad (Cu) y Curvatura (Cc).  Obtener la distribución por tamaño de las partículas presentes en una muestra de suelo.

GRANULOMETRIA DE LOS SUELOS El suelo, generalmente, contiene diversos tamaños de partículas. Se suele distinguir entre la fracción gruesa, que abarca las partículas visibles a simple vista (gravas y arenas), y la fracción fina, que comprende las partículas que no lo son (limos y arcillas). La granulometría de la fracción gruesa se determina por medios mecánicos, mientras que la de la fracción fina se determina por sedimentación.

DISTRIBUCION DE LAS PARTICULAS Se trata de estudiar la distribución de fracciones comprendidas entre tamaños (Diámetro), significativos con propiedades características. La cantidad de cada partícula de suelo (arena, limo o arcilla) presente en el suelo se conoce como distribución de partículas de suelo por tamaño. Estas aproximaciones se pueden comprobar desarrollando el Protocolo de Distribución de Partículas por Tamaño al medir cuantitativamente la cantidad de cada una de las partículas de diferente tamaño.

REPRESENTACION DE LA DISTRIBUCION GRANULOMETRICA como una medida simple de la uniformidad de un suelo, propuso el coeficiente de uniformidad (Cu). se utiliza para evaluar la uniformidad del tamaño de las partículas de un suelo. se expresa como la relación entre   y , siendo:    =   •   = el diámetro o tamaño por debajo del cual queda el 60% del suelo, en peso; y, •   = el diámetro o tamaño por debajo del cual queda el 10% del suelo, en peso. *(   : la abertura del tamiz por el que pasa el x% de la muestra.)

Como dato complementario, necesario para definir la graduación se define el Coeficiente de Curvatura del suelo con la expresión

  =

   ∗

  se define análogamente que los valores  y    anteriores. Esta relación tiene un valor entre 1 y 3 en suelos bien graduados, con amplio margen de tamaños de partículas y cantidades apreciables de cada tamaño intermedio.

Por ejemplo: si todas las partículas son muy similares en tamaño,  Y    no diferirán mucho, el coeficiente Cu será pequeño y el suelo se dice que es «uniforme» o «mal graduado». Por contrario, si el suelo tiene abundancia de tamaños intermedios entre el máximo y el mínimo,  Y   diferirán sustancialmente, el coeficiente Cu será grande y el suelo se dice que es «bien graduado».

DETERMINACION DE LA TEXTURA DEL SUELO CON LOS DATOS OBTENIDOS EN EL ANÁLISIS GRANULOMETRICO DEL SUELO UTILIZANDO EL TRIÁNGULO DETEXTURA

1. Se coloca una hoja transparente u hoja de calco sobre el triángulo de textura. 2. Se coloca el borde de una regla en el punto (sobre la línea de base del triángulo) que representa el porcentaje de arena en la muestra. La regla se sitúa en la línea que se inclina en la dirección en la que están inclinados los números por porcentaje de arena y se traza la línea a lo largo de la regla. 3. Se coloca el borde de la regla en el punto a lo largo del lado derecho del triángulo que representa el porcentaje de limo en la muestra. Se coloca la regla en la línea que se inclina en la dirección en la que están inclinados los números por porcentaje de limo. 4. Se marca el punto donde se cruzan las dos líneas. Se coloca el borde superior de una de las reglas paralela a las líneas horizontales y pasando por el punto de cruce. El número a la izquierda debería ser el porcentaje de arcilla en la muestra. La suma del porcentaje de arena, limo y arcilla debe ser 100%.

5. El nombre de la textura de la muestra de suelo está indicado en el área sombreada donde está la marca. Si la marca cae  justamente en una línea entre dos áreas, se registran los dos nombres. Ejemplo: arcilla(45%), limo(30%) y arena(25%)

se realiza el análisis granulométrico que tiene por objeto determinar el tamaño de las partículas o granos que constituyen un suelo y fijar, en porcentaje de su peso total, la cantidad de granos de distinto tamaño que el mismo contiene. la manera de hacer esta determinación es por medio de tamices de abertura cuadrada.

el procedimiento de ejecución del ensayo es simple y consiste en tomar una muestra de suelo de peso conocido, colocarlo en el juego de tamices ordenados de mayor a menor abertura, pesando los retenidos parciales de suelo en cada tamiz. esta separación física de la muestra en dos o más fracciones que contiene cada una de las partículas de un solo tamaño, es lo que se conoce como “fraccionamiento”.

El análisis por vía húmeda se efectúa por medio del hidrómetro que mide la densidad de una suspensión del suelo a cierto nivel y se basa en el principio de la ley de stokes.

LOS ÁRIDOS son un conjunto de partículas pétreas(rocosas) de diferentes tamaños. GRANULOMETRÍA: es la distribución por tamaños de las partículas de un árido. para conocer la distribución de tamaños de las partículas que componen una muestra de árido se separan estos mediante cedazos o tamices. FRACCIÓN GRANULOMÉTRICA: es la cantidad de árido que pasa por un tamiz y queda retenido en otro.

AJUSTES GRANULOMÉTRICOS: consiste en ajustar la granulometría de un árido a un huso granulométrico. en toda aplicación de los áridos, hay que fijar unos límites inferiores y superiores que dan un entorno dentro del cual están comprendidos los tamaños útiles de los áridos para esa aplicación en concreto. a estos límites se les denomina husos granulométricos.

la granulometría, de "gránulo" (pequeño grano), trata de los métodos de medición del tamaño de un grano y por extensión de una población de granos. se entiende por "grano" en sentido general a un trozo de materia sólida o líquida, esférica o no, que se encuentre en un fluido inmiscible. un "grano" puede ser no solamente un grano de arena o de polvo, sino también una gota en una emulsión o un aerosol, una partícula sólida de ceniza en un humo, una burbuja de gas en una espuma, etc.

se entiende por tamaño, una dimensión característica del grano, en general una longitud. Si se trata de un grano esférico, se tomará evidentemente como dimensión de su tamaño su radio o su diámetro. para una partícula fuertemente irregular, es a veces difícil definir un tamaño equivalente que sea satisfactorio desde el punto de vista físico.

TIPOS DE GRADUACION

ENSAYO DEL ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DE SUELOS POR TAMIZADO este

ensayo se realiza para los suelos de grano grueso Consiste en determinar los diferentes tamaños de partículas que tiene un suelo en función de su peso total expresado en porcentaje (%).



Determinación de la curva granulométrica y parámetros de distribución D60, D30, D10, Cc, Cu.

MATERIALES Y EQUIPOS 

Muestra DE 1000 gr. a 1500gr.



Un juego de tamices de: 3’’, 2’’… hasta el Nº 200 .



Una balanza digital, con 0.1 de precisión.

•

Bandejas

•

Espátula

Cacerolas de porcelana •

Cepillo para limpiar los tamices •

Pala

•

Vibradores

•

Estufa o un horno (Tº> 150 ºC •

PROCEDIMIENTO Y RESULTADOS  Se

escoge una muestra de suelo, y se procede hacer el cuarteo, esta consiste en dividir en 4 partes proporcionales de las cuales una de ellas se coge para el análisis respectivo de aproximadamente de 1 a 1.5 Kg.



Luego de haber hecho el cuarteo, la muestra se lava por medio de la malla Nº 200; antes de lavar se pesa el suelo para saber cuánto de peso inicial tiene y también se pesa luego de haber lavado para saber el peso final.



 

después se lleva lleva a la estufa por 24 24 horas a una temperatura de 100º a 120º C.

finalmente se pesa luego de sacar del horno. Con este último peso recién se hace el tamizado. Después la muestra se coloca en el juego de tamices para su respectivo tamizado.



Luego de haber tamizado, los suelos que quedaron en diferentes tamices se pesan, para cada tamiz debe haber un peso.



Con estos pesos se halla el porcentaje porcentaje que pasa pasa por el tamiz.



Luego se procede a graficar la curva granulométrica y se halla los D60, D30, D10, Cc, Cu.



Finalmente el suelo ya se puede clasificar con estos datos.

DATOS DEL ENSAYO

datos obtenidos del ensayo tamices peso retenido retenido acomulado (gr) 3'' 0 2 '' 0 3/2'' 153.27 1'' 227.87 0.5'' 293.74 3/8'' 312.07 1/4'' 345.85 nº 4 378.42 nº 8 460.95 nº10 482.1 nº 20 584.98 nº 60 746.42 nº 80 790.26 nº 100 820.61 nº 200 844.38 tamices peso (gr) fondo 6.19

RESULTADOS

DETERMINACION DE: D10 0.21

D30 0.8

D60 6.35

Cc 0.48

Cu 30.24

•Estos datos se determinan a partir de la curva granulométrica.

Por lo tanto el suelo estudiado es: arena gravosa mal graduada, ya que su Cu es mayor que 6 y Cc no está entre 1 y 3.

ENSAYO DE HIDRÓMETRO OBJETIVO El objetivo de este ensayo es el de terminar el  porcentaje de limos y arcillas, contenidos en una muestra de suelo que previamente ha pasado el tamiz Nº 200.

FUNDAMENTO TERICO El método mas usado para hacer la determinación indirecta de porcentajes de partículas que pasan el tamiz No. 200 (0.075 mm.), hasta 0.001 mm, es el HIDRÓMETRO basado en la sedimentación de un material en suspensión en un líquido, el hidrómetro sirve para la determinación de la variación de la densidad de la suspensión con el transcurso del tiempo y medir la altura de caída del gramo de tamaño más grande correspondiente a la densidad media.

GRANULOMETRÍA POR SEDIMENTACIÓN

EQUIPO

PROCEDIMIENTO

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA

Tomar una muestra de 50 gr. de suelo procedente de la fracción que pasó el tamiz 200 granulométricamente y secada al horno.

PREPARACIÓN DE LA SOLUCIÓN

MEZCLA DE LA SOLUCIÓN CON LA MUESTRA

BATIR LA MEZCLA

COLOCAR EN EL HIDRÓMETRO

REALIZAR LECTURAS

DATOS QUE SE OBTIENEN

DATOS QUE SE OBTIENEN

CALCULO DE LA TERCERA COLUMNA

CALCULO COLUMNA 3

CALCULO COLUMNA 5

CALCULO COLUMNA 5

CALCULO COLUMNA 6

CALCULO COLUMNA 6

CALCULO COLUMNA 7

CALCULO COLUMNA 7

CALCULO COLUMNA 8

CALCULO COLUMNA 9

CALCULO COLUMNA 10

CALCULO COLUMNA 10

CALCULO COLUMNA 11

CALCULO COLUMNA 11

GRAFICO P(%) VS D(MM)

EJERCICIO: El peso de una muestra de suelo al estado natural es 1893 gr. Y secado al horno es 1810 gr. Determinar: a)

La granulometría del suelo, para los datos que aparecen en cuadro .

b)

Los coeficientes de curvatura ( Cc ) y de uniformidad (Cu ).

c) El contenido de humidad.

 

Tamiz 1 ½” 1” 3/4” 1/2” 3/8”

1/4" N. 4 N. 10 N. 20 N. 30 N. 40 N. 60 N. 100 N. 200 cazoleta

Peso retenido seco en gr. 243 210 143 148 63 78 40 135 214 84 117 108 56 37 132

SOLUCIÓN: Con los datos proporcionados, hacer el cuadro siguiente: Tamiz (A.S.T.M.)

Abertura (mm)

1 1/2”

38.100 25.400 19.050 12.700 9.525 6.350 4.760 2.000 0.840 0.590 0.420 0.250 0.149 0.074

1” 3/4”

1/2" 3/8” 1/4”

N.4 N. 10 N. 20 N. 30 N. 40 N. 60 N. 100 N. 200 cazoleta

Peso retenido Seco (gr) 243 210 143 148 63 78 40 135 214 84 117 108 56 37 132

%parcial retenido 13.44 11.61 7.91 8.19 3.48 4.34 2.21 7.47 11.84 4.65 6.47 5.97 3.10 2.05 7.30

% acumulado retenido pasando 13.44 25.05 32.96 41.15 44.63 48.94 51.15 58.62 70.46 75.11 81.58 87.55 90.65 92.70 100.00

86.56 74.95 67.04 58.85 55.37 51.06 48.85 41.38 29.54 24.89 18.42 12.45 9.35 7.30 0.00

Para la respuesta (a): Se procede a dibujar la curva granulométrica curvas granulometricas 100 correspondiente. 90 80

  a   s   a 70   p   e   u 60   q   o    d 50   a    l   u   m 40   u   c   a 30    %

20 10 0 10

1 diametro en (mm)

0.1

0.01

Para la respuesta de (b): Se aplica las formulas siguientes, para calcular coeficiente de curvatura y coeficiente de uniformidad.  =

( )

Cu =

 ×

 

De la curva granulométrica: D10 = 0.18 D30 = 0.85 D60 = 13.3  =

  (.) .∗.

 = . 

 =

 . .

 = . 