MECÁNICA DE SUELOS I Ing. Condori Quispe

Betty María

INTEGRANTES

CHUQUILLANQUI EULOGIO BRUMEL

MENDOZA LOPEZ JORGE JESUS

PARIONA GALA JHONATAN

TELLO CHAVEZ JACKELINNE

“ANÁLISIS

GRANULOMETRICO

POR

SEDIMENTACIÓN”

INFORME

“AÑO DE LA PROMOCION DE LA INDUSTRIA RESPONSABLE Y EL COMPROMISO CLIMATICO”

1111

MECANICA DE SUELOS I 1 “V” SEMESTRE

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

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INTRODUCCION

El presente trabajo detalla el procedimiento por el cual se realiza el análisis granulométrico

por sedimentación de partículas; este ensayo es un procedimiento complementario al ensayo

de granulometría, que nos permite determinar el tamaño de las partículas con diámetros

menores al de la malla N° 200. Este ensayo se basa en la ley de Stokes, la cual establece una

relación entre el diámetro de las partículas y la velocidad de sedimentación de estas, en un

medio líquido de viscosidad y peso específico conocido; este procedimiento se realiza con la

ayuda de un hidrómetro, el mismo que sirve para determinar la densidad de la solución viscosa

(suelo + agua). Todos los datos obtenidos nos ayudaran a generar ideas sobre las

características del suelo con el que se trabajará y con procedimientos simples se debe adquirir

información suficiente respecto al suelo para que el ingeniero encargado pueda formarse una

idea clara de los problemas que se han de esperar en cada caso particular.

MECANICA DE SUELOS I 2 “V” SEMESTRE

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1. OBJETIVOS

a. GENERAL

Complementar el análisis granulométrico de suelos con diámetros de partículas menores que

la abertura del tamiz N° 200.

b. ESPECIFICOS

Conocer los diferentes métodos de correcciones a los cálculos obtenidos para así poder tener

datos con un mínimo margen de error.

Reconocer la importancia que tiene el hacer un buen análisis granulométrico completo en el

estudio de los suelos ya que es de mucha importancia en la Ingeniería Civil.

MECANICA DE SUELOS I 3 “V” SEMESTRE

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2. ASPECTOS GENERALES

a. Norma utilizada en el ensayo

ASTM D - 422

AASHTO T - 88

b. Materiales

HIDRÓMETRO: 152H

PROBETA : Graduada de 1000 cm3

TAMICES : N° 10 Y 200

BALANZA DIGITAL: Sensibilidad 0.01 gr

BATIDOR

AGENTE DISPERSIVO: Hexametafosfato de sodio

TERMOMETRO

CRONOMETRO

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c. Métodos de ensayo

Método A: Se usa si más del 80% del material pasa por la malla Nº 200. Método B: Si menos del 80% del material es retenido por la malla N° 200 y/o se encuentre material

superior en el tamaño a la malla N°10

3. MARCO TEORICO

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. El método más 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. El

principal objetivo del análisis del hidrómetro es obtener el porcentaje de arcilla (porcentaje más fino

que 0.002 mm) ya que la curva de distribución granulométrica cuando más del 12% del material pasa

a través del tamiz No.200 no se utiliza como criterio dentro de ningún sistema de clasificación de suelos

y no existe ningún tipo de conducta particular del material que dependa intrínsecamente de la forma de

dicha curva. La conducta de la fracción de suelo cohesivo del suelo dado depende principalmente del

tipo y porcentaje de arcilla de suelo presente, de su historia geológica y del contenido de humedad más

que de la distribución misma de los tamaños de partícula.

¿Qué es la sedimentación?

Consistente en la separación de las fases sólida y líquida de una suspensión diluida para obtener una

suspensión concentrada y un líquido.

Ley de Stokes

Por simplicidad se supone que todas las partículas del suelo son esferas y que la velocidad de las

partículas se expresa por la ley de Stokes, según la cual:

MECANICA DE SUELOS I 5 “V” SEMESTRE

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Donde:

v=velocidad

ρs= densidad de las partículas del suelo

ρw=densidad del agua

η= viscosidad del agua

D= diámetro de las partículas del suelo

Corrección de las lecturas del hidrómetro

Corrección por menisco: se determina introduciendo el hidrómetro en agua destilada y

observando la altura a la cual el menisco se levanta por encima de la superficie del agua.

Corrección por floculante y punto cero: Se selecciona un cilindro graduado de 1000 ml y se

llena con agua destilada con una cantidad de floculante igual a la que se empleara en el ensayo.

Corrección por temperatura: Realice en la parte superior del menisco la lectura del hidrómetro

y a continuación introduzca el termómetro para medir la temperatura de la solución.

4. PROCEDIMIENTO

Tomar 50gr de la muestra pasante por la malla N° 200

Preparar 250 ml de solución al 4% de Hexametafosfato de sodio

Mezclar la muestra con la solución preparada

Dejar reposar para que el defloculante penetre en la muestra; este procedimiento en arenas dura

de 2 a 4 horas y en arcillas es de 24 horas.

Luego de haber dejado reposar la muestra por el tiempo conveniente, se vierte en el cilindro de la

agitadora.

Añadimos 125 ml de agua destilada.

Batimos la mezcla; para arenas durante 3 a 4 minutos y para arcillas durante 15 minutos.

Vertimos la mezcla en la probeta de sedimentación

Se añade agua destilada hasta completar los 1000 ml.

Agitamos la probeta tapando con una mano la abertura hasta que no quede nada de suelo

asentado en la parte del fondo.

Ponemos la probeta sobre la mesa e insertamos el hidrómetro para comenzar a tomar los datos y a

la vez usamos el termómetro para tomar las respectivas temperaturas.

Finalmente se toman las lecturas a las 24 horas para iniciar los cálculos.

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5. CALCULOS

a. Lectura corregida del hidrómetro (Rc)

Donde:

R’: Lectura real del hidrómetro

Cd: Lectura del hidrómetro en agua más defloculante

Ct: corrección por temperatura

b. Calculo del porcentaje más fino

Donde:

Rc: lectura del hidrómetro corregido

A: corrección por gravedad especifica

Peso seco de la muestra

Gs: peso específico de los solidos

Datos obtenidos

0.25 51 25 5 1.300 47.3 94.6 52 7.8 31.2 0.0129 0.0721

0.5 49 25 5 1.300 45.3 90.6 50 8.1 16.2 0.0129 0.0519

1 48 25 5 1.300 44.3 88.6 49 8.3 8.3 0.0129 0.0372

2 41 25 5 1.300 37.3 74.6 42 9.4 9.4 0.0129 0.0280

4 40 23 5 0.700 35.7 71.4 41 9.6 9.6 0.0132 0.0204

8 35 19 5 -0.300 29.7 59.4 36 10.4 10.4 0.0138 0.0157

14 32 18 5 -0.500 26.5 53.0 33 10.9 10.9 0.0140 0.0124

30 29 19 5 -0.300 23.7 47.4 30 11.4 11.4 0.0138 0.0085

60 26 18 5 -0.500 20.5 41.0 27 11.9 11.9 0.0140 0.0062

1080 21 16 5 -0.900 15.1 30.2 22 12.7 12.7 0.0144 0.00156

1380 20.5 16 5 -0.900 14.6 29.2 21.5 12.8 12.8 0.0144 0.00139

% MAS FINO

QUE PASA

HIDROMETRO

CORREGIDO POR

MENISCO (R)

LONGITUD

EFECTIVAL/t k DIAMETRO

(mm)

TIEMPOLECTURA REAL DEL

HIDROMETRO (Ra)

TEMPERATURA

(°C)

CORRECCION

DE CERO

CORRECCION POR

TEMPERATURA

LECTURA

CORREGIDA (Rc)

Rc = R’ – Cd + Ct

MECANICA DE SUELOS I 7 “V” SEMESTRE

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Temperatura (°C) CT

15 -1.100

16 -0.900

17 -0.700

18 -0.500

19 -0.300

20 0.000

21 0.200

22 0.400

23 0.700

24 1.000

25 1.300

26 1.650

27 2.000

28 2.500

29 3.050

30 3.800

FACTOR DE CORRECCION POR T°

2.85 0.96

2.80 0.97

2.75 0.98

2.70 0.99

2.65 1.00

2.60 1.01

2.55 1.02

2.50 1.04

2.45 1.05

2.40 1.07

2.35 1.08

2.30 1.10

PESO UNITARIO DE

LOS SOLIDOS

FACTOR DE

CORRECION

FACTOR DE CORRECCION PARA EL

PESO UNITARIO DE LOS SOLIDOS

MECANICA DE SUELOS I 8 “V” SEMESTRE

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6. CONCLUSIONES

Con este método se pudo completar un análisis granulométrico al 100% y así obtener una curva de

distribución de partículas con todos los diámetros posibles.

Es importante resaltar que el hidrómetro es el mejor equipo que se puede utilizar para este tipo de

análisis exhaustivos.

7. RECOMENDACIONES

Tener cuidado en no desperdiciar nada del material fino con el que se trabaje.

Esperar el tiempo recomendado para que la muestra y la solución se combinen bien, caso contrario

podrían generarse datos con un gran porcentaje de error.

Ser precavidos en la toma de datos para así tener resultados con un mínimo margen de error.

Ver que los instrumentos que se han de utilizar estén limpios al inicio del ensayo.

MECANICA DE SUELOS I 9 “V” SEMESTRE

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8. ANEXOS FOTTOGRAFICOS

Muestra seca y lista para comenzar el ensayo Preparando la solución

Mezcla de la solución y la muestra y se deja reposar Se vierte la mezcla para ser batida

Se vierte el contenido a la probeta y se completa

con agua hasta alcanzar los 1000 ml

Agitamos el contenido de la probeta hasta que no

quede nada de suelo asentado en la base

MECANICA DE SUELOS I 10 “V” SEMESTRE

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9. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Mecánica de suelos – Juárez Badillo

Fundamentos de ingeniería geotécnica – Braja M. Das

Mecánica de suelos – Crespo Villalaz

Tomamos los datos con el hidrómetro y el

termómetro

Se toma la lectura a las 24 horas para poder

realizar los cálculos respectivos

Este es el procedimiento para realizar la corrección

por menisco