I. NOMBRE DEL ENSAYO: ANLISIS GRANULOMTRICO SEGN A.S.S.H.T.O. Y S.U.C.S II. CDIGO DE LA MUESTRA: 0.02-IV-F.I-08Distrito de Baos del Inca: JR. Zepita-PROGRESIVA N 520-AD-30-Lado IzquierdoIII. OBJETIVOS: Determinar la curva granulomtrica de la muestra de suelo. Determinar los tres parmetros del suelo: dimetro efectivo, coeficiente de uniformidad y coeficiente de curvatura. Determinar si el suelo es gradado. Determinar algunos parmetros geotcnicos. Clasificacin del suelo segn A.A.S.H.T.O. Clasificacin del suelo segn S.U.C.S.

IV. FUNDAMENTO TERICO:A.- ANLISIS GRANULOMTRICO:a.1.- DEFINICIN:

Es la determinacin del rango del tamao de partculas presentes en un suelo, expresado como porcentaje del peso(o masa) seco total. Se usan generalmente dos mtodos para encontrar la distribucin del tamao de partculas del suelo:1.- Anlisis por cribado, para tamaos de partculas mayores de 0.075 mm de dimetro. Este anlisis consiste en sacudir la muestra de suelo a travs de un conjunto de mallas que tienen aberturas progresivamente ms pequeas.

2.- Anlisis hidromtrico, para tamaos de partculas menores de 0.075 mm de dimetro. Para esta prctica solo se utilizar el anlisis por cribado

A.2.- MEDICIN CON MALLAS:Este anlisis mecnico es el usado principalmente en suelos gruesos y su principio consiste en ordenar en forma descendente una serie de mallas, este mtodo de medicin por mallas es muy utilizado para clasificar suelos gruesos.Las mallas utilizadas en la presente prctica son los siguientes y cuyos dimetros son:Malla o TamizAbertura (mm)

6.750

N 44.750

N 102.000

N 201.190

N 300.600

N 400.425

N 600.250

N 1000.150

N 2000.075

A.3.- CURVA DE DISTRIBUCIN GRANULOMTRICA (O DE TAMAO DE GRANO):Los resultados del anlisis mecnico se presentan en grficas semilogartmicas como curvas de distribucin granulomtrica.

Las curvas de distribucin granulomtrica se dibujan con porcentajes como ordenadas y tamaos de dimetros de las partculas como abscisas. Las ordenadas se refieren al porcentaje, en peso, de las partculas menores que el tamao correspondiente, cuya escala es la aritmtica. Los dimetros de las partculas tendrn entonces una escala logartmica.

La forma de la curva da una idea inmediata de la distribucin granulomtrica del suelo; un suelo constituido por partculas de un solo tamao estar representado por una lnea vertical, una curva muy tendida indica gran variedad en tamaos (suelo bien gradado)

Papel Semilogartmico

A.3.1.- TAMAO EFECTIVO, COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD Y COEFICIENTE DE CURVATURA:

Las curvas granulomtricas se usan para comparar diferentes suelos. Adems, tres parmetros bsicos del suelo se determinan con esas curvas que se usan para clasificar los suelos granulares. Los tres parmetros del suelo son:

Dimetro efectivo.

Coeficiente de uniformidad.

Coeficiente de curvatura.

1.- Dimetro efectivo : Denominado as por Allen Hazen, es el dimetro correspondiente al 10 % de finos en la curva de distribucin granulomtrica.

2.- Coeficiente de uniformidad : Con una medida simple de la uniformidad de un suelo Allen Hazen propuso el coeficiente de uniformidad como la relacin:

Donde: = Dimetro correspondiente al 60 % de finos en la curva de distribucin granulomtrica. = Dimetro efectivo o dimetro correspondiente al 10 % de finos en la curva de distribucin granulomtrica.

En realidad la relacin es un coeficiente de no uniformidad, pues su valor numrico decrece cuando la uniformidad aumenta. Los suelos con Cu < 3 se consideran muy uniformes; aun las arenas naturales muy uniformes rara vez se presentan Cu > 2.

3.- Coeficiente de curvatura : Se define el coeficiente de curvatura del suelo con la expresin:

Donde: = Dimetro correspondiente al 30 % de finos en la curva de distribucin granulomtrica.

B.- PESO ESPECFICO DE SLIDOS O DENSIDAD ABSOLUTA DE SLIDOS:

DEFINICIN: Se define como la relacin del peso de la muestra seca de suelo (partculas solidas), al peso del volumen igual al de agua destilada considerando un mismo volumen, ambos valores tomados a una temperatura determinada.

El peso especfico de slidos de suelo viene expresado por la siguiente frmula:

Donde:A: Peso de la muestra seca de suelo (por ejemplo 100gr).B: Peso de la fiola llena de agua destilada hasta 500 .C: Peso de la fiola con muestra de suelo (100 gr.) y completado con agua destilada hasta 500 .= Peso especfico del agua destilada, cuyo valor en el sistema internacional es: , en el sistema ingls: En el sistema CGS:

C.- CONTENIDO DE HUMEDAD O CONTENIDO DE AGUA DEL SUELO :Esta dada por la relacin entre el peso del agua contenido en el mismo y el peso de la muestra slida; se puede expresar como un porcentaje:

Donde:PMH= Peso de la muestra hmeda.PMS = Peso de la muestra hmeda.

D.-CONSISTENCIA DEL SUELO:A principios de 1900, un cientfico sueco, Albert Mauritz Atteberg, desarrollo un mtodo para describir la consistencia de los suelos de grano fino con contenidos de agua variables. Dependiendo del contenido de agua, la naturaleza del comportamiento del suelo lo clasific en cuatro estados bsicos, denominados slidos, semislidos, plstico y lquido.

D.1. LMITE LQUIDO (LL):Para determinar el lmite lquido se utiliza un dispositivo denominado Copa de Casagrande, que consiste en una copa de bronce y una base de hule duro. La copa de bronce se deja caer sobre la base por una leva operada por una manivela.Se determina conociendo 4 5 contenidos de agua diferentes en su vecindad, con los correspondientes nmeros de golpes y trazando la curva de Contenido de agua- Nm. de golpes. Para graficar esta curva se usa papel semilogartmico con los contenidos de agua o humedad en escala aritmtica o natural y el nmero de golpes en escala logartmica.

La ordenada de esa curva correspondiente a la abscisa de 25 golpes es el contenido de agua en porcentaje correspondiente al lmite lquido. Casagrande, concluy que cada golpe corresponde a una resistencia cortante del suelo de aproximadamente 1gr/cm3 (=0.1Kn/m2). Entonces, el LL de un suelo de grano fino da el contenido de agua para el cual la resistencia cortante del suelo es aproximadamente de 25gr/cm3 (=2.5Kn/m2).

D.2. LMITE PLSTICO (LP):Se define como el contenido de agua, en porcentaje, con el cual el suelo, al ser enrollado en rollitos de 3.2mm (1/2) de dimetro, se desmorona. El lmite plstico es el lmite inferior de la etapa plstica del suelo. Su valor se lo calcular como el promedio del N de humedades registradas, lo recomendado es de tres veces.

NDICE DE PLASTICIDAD (IP):Se define como la diferencia entre el lmite lquido y el lmite plstico.

V. EQUIPO A UTILIZAR:Para la presente prctica de laboratorio hicimos el uso de los siguientes materiales y equipos:

Juego de mallas o tamices: 1/4, N4, N10, N20, N30, N40, N60, N 100 y N200.

Una estufa u horno, a una temperatura de 105C 5C. Muestra de suelo (aproximadamente 4.5 Kg). Balanza electrnica con aproximacin de 5 gr. Algunas mallas utilizadas Comba. Agua de cao. Copa de Casagrande Un acanalador o ranurador. Mortero y piln. Papel. Esptula. Depsitos, recipientes o taras vacas.

Balanza

VI. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO: Anlisis por Cribado o por Mallas:

Para ello primero pesamos la muestra de suelo en estado natural, seguidamente secamos la muestra de suelo en la estufa a una temperatura de durante 24 horas aproximadamente, luego, los grumos de la muestra de suelo se somete a un proceso de chancamiento hasta obtener partculas sueltas que puedan ser pasados por las mallas, pesamos esta muestra seca triturada. Seguidamente cernimos esta muestra de suelo en forma descendente en funcin a las aberturas de cada malla utilizada (desde el mayor al menor dimetro, siendo menor el tamiz N 200), y finalmente obtenemos el peso retenido en cada una de las mallas.

Datos obtenidos en laboratorio:Para este ensayo tomamos cuatro muestras del mismo suelo cuyos datos obtenidos son:

PESO DE LA MUESTRA HUMEDA O PESO DE LA MUESTRA DE SUELO EN ESTADO NATURAL (PMH): PESO DE LA MUESTRA HUMEDA + TARA(Kg)PESO DE LA TARA(Kg)

(PMH)1 + T1=1.315 0.075

(PMH)2 +T2=1.390 0.075

(PMH)3 +T3=1.2450.090

(PMH)4 +T4=1.310 0.075

PESO DE LA MUESTRA SECA O DESPUES DE SACADA DE LA ESTUFA(PMS):

PESO DE LA MUESTRA SECA + TARA(Kg)

(PMS)1 + T1 = 1.155

(PMS)2 +T2 = 1.230

(PMS)3 +T3 = 1.090

(PMS)4 +T4 = 1.160

TARA (T): Cualquier depsito vaco.

PESO SECO DESPUS DE SER TRITURADO:Este peso lo utilizamos como base para el anlisis granulomtrico ya que este peso ha variado con respecto al anterior por motivo de que parte de la muestra se ha perdido en el proceso de chancamiento de dicho material y cuyos datos son:

PESO DE LA MUESTRA SECA + TARA(Kg)

(PMS)1 + T1 = 1.140

(PMS)2 +T2 = 1.220

(PMS)3 +T3 = 1.085

(PMS)4 +T4 = 1.065

Unimos los cuatro pesos de muestras secas trituradas, obteniendo:

.Cantidad con el que realizaremos el Anlisis por Cribado o por Mallas, obteniendo los siguientes datos:

Malla o TamizPeso retenido(kg)

1/4 0.025

N 40.070

N 100.925

N200.580

N 300.155

N 400.125

N 600.400

N 1000.925

N 2000.435

Cazoleta Base0.550

Peso Especfico de Slidos o Densidad Absoluta de Slidos:

Primeramente de la muestra seca de suelo obtenida por anlisis por cribado tomamos un peso representativo por ejemplo 100gr. u otro peso, obteniendo el dato A. Luego llenamos la fiola con agua destilada hasta 500 y lo pesamos, obteniendo el dato B. Seguidamente vaciamos un poco de agua de la fiola y agregamos los 100 gr. de muestra seca de suelo a dicha fiola y echamos el agua destilada hasta completar los 500 cm3, luego el conjunto es sometida a la bomba de vacos y finalmente lo pesamos, obteniendo el dato (C).Para este anlisis utilicemos en lugar de agua destilada, agua de cao.

Datos obtenidos en laboratorio:Peso de la muestra seca de sueloPeso de la fiolaPeso fiola ms agua de cao hasta500 Peso fiola ms agua destilada ms muestra de suelo hasta500 .

86 gr.0.178 kg0.675 kg0.725 Kg.

De donde:ABC

86 gr675 gr725 gr

Contenido de Humedad o Contenido de Agua del Suelo :

Para ello primero pesamos la muestra de suelo hmeda o en estado natural y luego lo ponemos a secar en la estufa a durante 24 horas y finalmente pesamos la muestra seca o despus de sacada de la estufa. Cuyos datos obtuvimos.

Peso de la muestra hmeda (PMH):

.Cantidad con el que calcularemos el contenido de humedad del suelo.

Peso de la muestra seca (PMS):

. Cantidad con el que calcularemos el contenido de humedad del suelo.

Resumiendo se tiene el siguiente cuadro de datos:

PESO DE LA MUESTRA HMEDAPESO DE LA MUESTRA SECA

CONSISTENCIA DEL SUELO:Aqu daremos el procedimiento para realizar la prueba del lmite lquido y el lmite plstico:

A) LMITE LQUIDO (LL):Primeramente batimos en el mortero una muestra representativa de suelo y agua que pas la malla N 40 hasta convertirlo moldeable; luego, calibramos la copa de Casagrande y colocamos la pasta sobre ella (Fig. A), con la esptula enrasamos a nivel la pasta. Seguidamente, se corta una ranura en el centro de la pasta de suelo, usando el acanalador o ranurador (Fig. C). Luego, giramos la manivela levantando y dejando caer la copa con una frecuencia de dos golpes por segundo, desde una altura de 10mm varias veces hasta que las dos partes de la pasta de suelo se unan (Fig. D) y anotamos el nmero de golpes, seguidamente tomamos una porcin de la pasta del centro de la copa colocndolo en una tara y lo pesamos; luego colocamos a la estufa a durante 24 horas y finalmente pesamos la muestra seca, previamente lavamos y secamos la copa y el ranurador para volver hacer el mismo procedimiento unas cuatro veces ms, ya que lo recomendado es de 4 a 5 veces.

Copa de Casagrande:

Datos obtenidos en laboratorio para el lmite lquido:N de Golpes1320233043

Peso del Suelo Hmedo + Tara (gr)44.143.038.646.943.6

Peso del Suelo Seco + Tara (gr)41.539.936.343.540.7

Tara(gr)29.8 24.825.025.925.4

Resumiendo los datos se tiene:N de Golpes1320233043

Peso del Suelo Hmedo (gr)14.318.213.621.018.2

Peso del Suelo Seco (gr)11.715.111.317.615.3

B) LMITE PLSTICO (LP):Primeramente batimos en el mortero una muestra representativa de suelo y agua que pas la malla N 40 hasta convertirlo moldeable, luego colocamos sobre un vidrio una pequea porcin de la pasta de suelo, amasamos la pasta entre las manos y luego hacemos rodar con la palma de la mano hasta conformar un cilindro elptico solo con el peso de mano; cuando el cilindro alcance un dimetro de aproximadamente 3 mm, doblamos, amasamos nuevamente y volvemos a conformar el cilindro; repetimos la operacin hasta que el cilindro se disgregue o desmorone al llegar a un dimetro de aproximadamente 3 mm y no podamos reamasarlo ni reconstruilo; seguidamente lo pesamos y colocamos a la estufa a durante 24 horas y finalmente pesamos la muestra seca. As vamos haciendo el mismo procedimiento unas dos veces ms, ya que lo recomendado es de 3 veces. Entonces, el lmite plstico ser el promedio de las tres humedades registradas.

Datos obtenidos en laboratorio para el lmite Plstico:Peso del Suelo Hmedo (gr)34.237.231.4

Peso del Suelo Seco (gr)33.436.430.6

Tara(gr)25.030.225.0

Resumiendo los datos se tiene:Peso del Suelo Hmedo (gr)9.27.06.4

Peso del Suelo Seco (gr)8.46.25.6

CLCULOS:

CLCULO DE ANLISIS POR CRIBADO O POR MALLAS:

Peso de la muestra seca de suelo: 4 195gr.

Malla o TamizAbertura (mm)Peso retenido (gr.)% Retenido% Acumulado% Que Pasa

1/4''6.7525.00.5960.59699.404

N 44.7570.016.692.26597.735

N 102.00925.022.05024.31575.685

N 200.85580.013.82638.14161.859

N 300.600155.036.9541.83658.164

N 400.425125.02.98044.81555.185

N 600.250400.095.3554.35045.650

N 1000.150925.022.05076.40023.600

N 2000.075435.010.36986.77013.230

Cazoleta o Base-550.013.11199.8810.119

1. Curva de distribucin granulomtrica:

La grfica de esta curva lo obtendremos en un papel semilogartmico as como en el programa computacional Excel:

2. CLCULO DEL TAMAO EFECTIVO, COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD Y COEFICIENTE DE CURVATURA: Con la grfica obtenida anteriormente determinaremos los tres parmetros de la muestra de suelo: Dimetro efectivo, Coeficiente de uniformidad y el Coeficiente de curvatura.

5.1.- Dimetro efectivo :

5.2.-Coeficiente de uniformidad :

5.3.-Coeficiente de curvatura :

CLCULO DEL PESO ESPECFICO DE SLIDOS O DENSIDAD ABSOLUTA DE SLIDOS:Si:ABC

86 gr675 gr725 gr

Reemplazando en la frmula se tiene:

Peso Especfico de Slidos del suelo ser:

CLCULO DEL CONTENIDO DE HUMEDAD O CONTENIDO DE AGUA:Si:

PESO DE LA MUESTRA HMEDAPESO DE LA MUESTRA SECA

Reemplazando en la frmula se tiene:

Contenido de humedad del suelo:

CLCULO DE LA CONSISTENCIA DEL SUELO:A.- LMITE LQUIDO (LL):Con la tabla de datos:

N de Golpes1320233043

Peso del Suelo Hmedo (gr)14.318.213.621.018.2

Peso del Suelo Seco (gr)11.715.111.317.615.3

Calculamos la el contenido de humedad para cada nmero de golpes:

Para 20 golpes:

Para 30 golpes:

Para 43 golpes:

resumiendo se tiene:N de Golpes203043

Contenido de Humedad 20.5319.3218.95

Graficamos estos datos en papel semilogartmico de donde la ordenada de esa curva correspondiente a la abscisa de 25 golpes es el contenido de humedad en porcentaje correspondiente al lmite lquido:

B.- LMITE PLSTICO (LP):De la tabla de datos:

Peso del Suelo Hmedo (gr)9.27.06.4

Peso del Suelo Seco (gr)8.46.25.6

Calculamos el contenido de humedad para los tres ensayos:

Entonces el LP ser el promedio de las tres humedades:

Luego el lmite plstico ser:

CLCULO DEL NDICE DE PLASTICIDAD (IP): Reemplazando en la frmula :

Se tiene:

CLCULO DEL NDICE DE CONSISITENCIA (IC): Reemplazando en la frmula :

CLASIFICACIN DEL SUELO SEGN SUCS: Pasa la malla N 200: 13.23% < 50% Entonces, pertenece al grupo de suelo granular cuyo porcentaje es: 100% - 13.23%

Pasa la malla N 4: 97.735% > 50% Entonces, es un suelo granular arenoso, cuyo porcentaje de arena es:

La cual se divide en gruesa y fina:

Contenido de grava en porcentaje:

Contenido de finos en porcentaje:

est entre , entonces es un suelo de uniformidad media.

En la carta de Plasticidad y de acuerdo al cuadro anterior segn S.U.C.S.:

Como : ; Entonces, el suelo est sobre la Lnea A y como el < 50% clasificndose el suelo como un CL (arcilla de baja plasticidad); seguidamente como el porcentaje de grava es 2.265% < 15% es un suelo granular de tipo: SC (arena arcillosa) de baja plasticidad.

De acuerdo al cuadro anterior, clasificacin S.U.C.S., para la muestra de suelo analizado en laboratorio ser: Grupo GRANULAR de tipo SC de baja plasticidad, es decir:El suelo granular est constituido por arena arcillosa de baja plasticidad de uniformidad media, mezclada con 42.55% de arena gruesa, 41.955% de arena fina, 13.23% de finos, 2.265% de grava de tamao mximo 3/8y tamao mximo nominal 1/4.

Valoracin del suelo segn S.U.C.S.: Valor como cimentaciones Apoyo de bueno a pobre, tiene un riesgo de asiento bajo.

Valor como sub base: Pobre

Valor como base: No conveniente

Compresibilidad y expansin Ligera a media.

Caractersticas de drenaje: Pobre a prcticamente impermeable.

Valor como terraplenes: Medianamente estable, se emplea en ncleos impermeables para control de la corriente a travs de las estructuras.

Modificacin de resistencia por cambios de humedad: Baja a media.

Compactabilidad: Buena a media

CLASIFICACIN DEL SUELO SEGN A.A.S.H.T.O:

CUADRO DE CLASIFICACIN A.A.S.H.T.O

Pasa la malla N 200: 13.23% < 35%

Entonces, pertenece al grupo de suelo granular cuyo porcentaje es: 100% - 13.23%

Pasa la malla N 10: 75.685% > 50%, entonces es un suelo granular arenoso. Pasa la malla N 40: 55.185% > 50%, entonces contiene ms arena fina que gruesa. Contenido de grava en porcentaje:

Contenido de arena en porcentaje:

La cual se divide en gruesa y fina:

Contenido de finos en porcentaje:

ndice grupo:

Donde:F = % que pasa la malla N 200, LL = Lmite Lquido, IP = ndice de Plasticidad, Reemplazando en la frmula se tiene:

Como es negativo segn las normas A.A.S.H.T.O:

Finalmente segn el cuadro de clasificacin A.A.S.H.T.O. para el suelo ser:Suelo granular de tipo: A-2 y subgrupo: A-2-4(0)Es decir, suelo granular constituido por grava y arena arcillosa, mezclada con 20.5 % de arena gruesa, 41.955 % de arena fina, 13.23 % de finos, 24.315% de grava de tamao mximo 3/8y tamao mximo nominal 1/4. Valoracin del suelo segn A.A.S.H.T.O.: Valor como base: Regular a Excelente.

Valor como sub base: Regular a Excelente.

Capilaridad: Baja a mediana

Permeabilidad: Baja a mediana

Valor como terraplenes: Regular a bueno.

Fallos que presenta el terreno: Se reblandece cuando llueve. En tiempo seco se vuelve sucio y polvoriento. VII. CONCLUSIONES: Con el desarrollo de esta prctica pudimos conocer la composicin granulomtrica de nuestro suelo por el mtodo de cribado o mallas. Llegamos a obtener un dimetro efectivo de 0.061mm. Llegamos a obtener un coeficiente de uniformidad de 12.131, lo que significa que es un suelo de uniformidad media. Llegamos a obtener un coeficiente de curvatura de 0.702, lo que significa que es un suelo gradado. Obtuvimos el contenido de humedad: Peso Especfico de slidos: Lmite Lquido obtenido: Lmite Plstico obtenido: ndice de Plasticidad obtenido: Clasificacin del suelo: De acuerdo al cuadro de clasificacin S.U.C.S.:

Suelo granular, constituido por arena arcillosa de baja plasticidad de uniformidad media, mezclada con 42.55% de arena gruesa, 41.955% de arena fina, 13.23% de finos, 2.265% de grava de tamao mximo 3/8y tamao mximo nominal 1/4.

De acuerdo al cuadro de clasificacin A.A.S.H.T.O. : Suelo granular de tipo: A-2 y subgrupo: A-2-4(0)Es decir, suelo granular constituido por grava y arena arcillosa, mezclada con 20.5 % de arena gruesa, 41.955 % de arena fina, 13.23 % de finos, 24.315% de grava de tamao mximo 3/8y tamao mximo nominal 1/4.

VIII. RECOMENDACIONES: En el laboratorio hubo una temperatura aproximada de C, siendo lo recomendado C, producindose un error en el clculo del peso especfico de slidos, ya que este valor vara con la temperatura. Tambin vara la temperatura en la determinacin de el lmite lquido y plstico.

Utilicemos agua de cao por lo que hubo error en el clculo del peso especfico de slidos.

La balanza debe ser calibrada adecuadamente a la hora de pesar las muestras de suelo, pudiendo ser un error los clculos por la aproximacin de la balanza en 5gr.

Zarandear bien la muestra. Cepillar el tamiz despus de zarandear para obtener el porcentaje retenido de muestra ms exacto. Ser exacto en todas las mediciones de peso tanto de tamices y de la muestra. Para el lmite plstico, los rollitos que se hacen deben hacerse con cuidado sin ejercer mucha fuerza con la palma de la mano ya que variara la humedad. Para el lmite lquido, levantar con cuidado la porcin de la pasta de suelo contenido en la Copa y apresurarse a pesar, ya que variara mucho el contenido de humedad si nos demoramos.

IX. BIBLIOGRAFIA:

LIBRO CONSULTADO:

FUNDAMENTOS DE MECNICA DE SUELOS, Jurez Badillo.

Separatas de clase.

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