TECNOLÒGICO NACIONAL DE MEXICO

MECÁNICA DE SUELOS

INGENIERA CIVIL

OSCAR ALEJANDRO QUIROZ MOLINA

PRÁCTICAS DE LABORATORIO

14 DE OCTUBRE DEL 2014

Contenido

1.- Introducción

2.- Método de análisis granulométrico por lavado

3.- Método de análisis granulométrico por mallas

4.- Límite líquido

5.- Límite plástico

6.- Contracción lineal

7.- Conclusión

Introducción

El problema de la identificación de los suelos es de importancia fundamental; identificar un suelo es, en rigor, encasillarlo en un sistema previo de clasificación. En el caso de este trabajo es colocarlo  dentro del sistema unificado de clasificación de suelos. La identificación permite conocer las propiedades mecánicas e hidráulicas del suelo, atribuyéndole las del grupo en que se sitúe, naturalmente la experiencia juega un papel importante en la utilidad que se le pueda sacar de la clasificación. En el sistema unificado hay criterios para la identificación de suelos en el laboratorio; estos son del tipo granulométrico y de características de plasticidad. Además, y esta es la ventaja del sistema, se ofrecen criterios para identificación en el campo, es decir, en aquellos casos en el que no se disponga de equipos de laboratorios para efectuar las pruebas necesarias para una identificación estricta. Estos criterios, simples y expeditos se detallan a continuación.

2.- Método de análisis granulométrico por lavado.

EQUIPO.

Para el Método de análisis granulométrico por lavado

Mallas No 4 y 200 Muestra de suelo Balanza con precisión de 0.1 de g Horno de secado a temperatura constante de 110 °C Agua

Antes de comenzar con el desarrollo de esta prueba debemos de aclarar que la muestra del suelo se consigue sometiéndola a la operación de secado, disgregado y cuarteado, consiguiendo con ello, que la porción que de ella se tome para efectuar la prueba del análisis granulométrico, sea representativa. Teniendo esto en claro se prosigue al desarrollo de la prueba.

Desarrollo de la prueba.

1.- Se obtiene una muestra representativa seca del material en estudio, por medio de un cuarteo, y se pesa en la balanza

Con ayuda de la malla no 4, se separa arena y grava.

3.- Se hace el lavado del material ya separado, cuidando no perder partículas, el lavado se debe hacer hasta que el agua que se utiliza quede prácticamente limpia

4.-Una vez limpio el material se transfiere a diferentes charolas para someterlos a secado al horno a temperatura constante durante 24 horas a 110 °C.

5.-Se obtiene el peso de los materiales secos y se procede a hacer los cálculos necesarios

3.- Método de análisis granulométrico por mallas.

En seguida se mostrara el procedimiento del Método de análisis granulométrico por mallas y el equipo que se requiere para poder llevar a cabo este método.

Equipo

Juego de mallas:

Malla No. Abertura mm Malla No. Abertura mm

3" 76,000 No.4 4,7502" 50,800 8 2,360

11/2" 36,100 16 1,0001" 25,400 30 0,590

3/4" 19,050 40 0,4201/2" 12,700 50 0,2973/8" 9,520 100 0,149

200 0,074 Muestra de suelo

Balanza con precisión de 0.01 de g Cucharón de lámina Charola de lámina

Procedimiento.

*Obtener el peso, en la balanza, de cada una de las mallas que se emplearán.

*Obtener el peso del material que se empleará

*Ordenar las mallas en forma descendente de acuerdo a la abertura

*Depositar el material en el juego de mallas

*Agitar las mallas de forma manual o mecánica durante 15 o 30 minutos respectivamente, o bien agitar el material malla por malla, utilizando el fondo y la tapa de ellas

*Pesar las mallas con el material retenido Wmr o, si es posible, solamente el material retenido.

*Al peso de la malla con el material retenido (Wmr) se le resta el peso de la malla (Wm) y se obtiene el peso del material retenido.

*La suma de todos los pesos retenidos (Wr) debe ser igual al peso total de muestra (Ws), si difieren en un 3 a 5 % se repite la prueba.

*Calcular el por ciento retenido en cada malla.

*Calcular el por ciento que pasa restando al 100 % los valores de los por cientos retenidos en todas las mallas anteriores.

*Graficar el por ciento que pasa contra la abertura de las mallas.

*Calcular los coeficientes de uniformidad y los coeficientes de curvatura.

*Clasificar al suelo en función del Sistema de Clasificación SUCS

4.- Limite líquido.

En si en esta prueba se agarró una muestra de un suelo de Chilapa donde lo sometimos a secado y disgregado hasta que el suelo lo formaran partículas que pasaban la malla n° 40 se estuvo moliendo la partículas en el recipiente de porcelana. Hasta que la muestra quedara uniforme y luego se procedió a efectuar el método del límite líquido. Mediante la copa de Casagrande.

Equipo

Dispositivo para determinar el límite líquido (copa de Casagrande) Ranurador plano Malla Nº 40 (0.420 mm) Espátula Cápsula de porcelana Vidrios de reloj Piseta con agua destilada Mortero Balanza con aproximación de 0.001 de g y capacidad mínima de l00 g. Horno a temperatura constante de 110° C

Procedimiento.

*Ya preparada la muestra, se mezcla nuevamente en una cápsula de porcelana hasta hacerla homogénea

ddd*En la copa de Casagrande se colocan 50 g (aproximadamente) y con una espátula de cuchillo se forma dentro de la cápsula de bronce, una capa de suelo con un grueso máximo de 1 cm

*Después de que se haya colocado. Esa proporción se procede a hacer la ranura esta debe de ser perpendicular a la superficie de la copa.

*Enseguida se procede a dar los 2 golpes por segundo hasta ver que cierre a 1 mm.

*Se retira el material de la copa y, con la espátula, se vuelve a mezclar el material y se repiten las operaciones indicadas en los puntos 2, 3 y 4 hasta que se obtengan dos determinaciones congruentes con diferencia máxima de un golpe. Se anota el resultado o el promedio de los dos últimos.

* Una vez que se tienen determinaciones congruentes, en la parte cercana a la falla se toma una muestra de 10 gr. aproximadamente para determinar el contenido de agua.

*Los pasos del 2 al 6 se repiten agregando agua o secando la mezcla según el caso hasta obtener cuando menos 4 determinaciones diferentes de número de golpes, los cuales deben ser 2 mayores y 2 menores de 25 golpes. Se agrega o disminuye agua dependiendo del proceso de preparación de la muestra húmeda o seca.

*Se determinan los contenidos de agua correspondientes a los distintos números de golpes, y se traza la curva que mejor se ajuste a los puntos obtenidos en el formato semilogarítmico, en las ordenadas el contenido de agua y en las abscisas el número de golpes.

*La ordenada de la curva, correspondiente a una abscisa de 25 golpes, es el límite líquido. Se redondea el valor obtenido al entero más cercano.

Como vemos esta prueba nos servirá para definir el límite liquido del suelo en estudio esto ayudara ya que dibujando la curva de fluidez podremos sacar los valores relacionados con el limite líquido.

5.- Límite plástico

Esta prueba consiste principalmente en encontrar el punto donde el suelo presente agrietamientos en el rollito que se forma con la mano y algo importante esta prueba es específicamente para suelos finos ya que los suelos finos son los que tienen esta propiedad en si la prueba se tiene que hacer en un cuarto húmedo para que el suelo no pierda la humedad fácilmente.

Equipo

*Placa de vidrio sin pulir de 15 x 15 cm aproximadamente

*Alambre o clavo de 3.2 mm de diámetro para comparación

*Balanza con aproximación de 0.001 g y capacidad mínima de l00 g.

*Horno a temperatura constante de 110° C

Procedimiento

*Se toma un centímetro cúbico de la muestra, aproximadamente. Si el material tiene un contenido de agua inicial excesivo, se rueda repetidamente sobre una placa de cerámica micro porosa (no yeso) en atmósfera seca hasta que tenga un contenido de agua próximo al límite plástico.

*Se rueda la pequeña muestra sobre una placa de vidrio ligeramente despulido, bajo la palma de la mano o la base del pulgar hasta formar un cilindro de 3.2 mm de diámetro y de 10 cm de largo aproximadamente, el diámetro del cilindro puede verificarse con un alambre de 3.2 mm (1/8 pulg) de diámetro.

*Se pliega el cilindro de suelo, se amasa para que tome una forma elipsoidal y se vuelve a rodar. Se repite la operación tantas veces como sea necesario para que, al perder agua por evaporación, y llegar al diámetro de 3.2 mm, el cilindro se agriete y se rompa en segmentos de 1cm de largo, aproximadamente.

*Se compara el rollito con el diámetro del clavo, se recomienda ponerlos sobre el vidrio para que se vea mejor la comparación; si ya tiene las características necesarias se coloca en una capsula.

Se pesa en la balanza de 0.001 g y se registra este valor en la columna cápsula + muestra húmeda del cuadro correspondiente al límite plástico en la lámina 4.1; asimismo, se anota el número de la cápsula y su peso en la columna respectiva.

Se repiten los pasos 1a 4, con otra porción de la muestra, para comprobar la determinación anterior.

*Las muestras se introducen en el horno durante 24 hrs. Después se dejan enfriar en un desecador y se pesan. Se anotan los valores en la columna cápsula + suelo seco.

*Con los datos anteriores, se calculan los contenidos de agua. Si la diferencia de los resultados no es mayor del 2%, se considera que el límite plástico (LP) es igual al promedio, redondeado al entero más cercano. En caso contrario, se repite la determinación. La tolerancia podrá ser ligeramente mayor para suelos cuyo límite plástico sea inferior a 20.

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6.- Contracción lineal.

El Límite de Contracción, a diferencia de los anteriores, es fijado por fenómenos físicos. En este límite no intervienen reglas arbitrarias, se utilizan fuerzas capilares que reducen el volumen del suelo hasta un valor mínimo permitido por el propio suelo, el contenido de agua que satura este volumen mínimo, es el que se conoce como límite de contracción (LC). Para esta prueba se tiene que desarrollar el de contracción lineal y el de

contracción volumétrica para estos dos casos sucede el fenómeno que se describe anteriormente.

Equipo

*Placa de vidrio sin pulir de 15 x 15 cm aproximadamente

*Moldes, circular y rectangular

*Balanza con aproximación de 0.001 g y capacidad mínima de l00 g.

*Horno a temperatura constante de 110° C

*Vernier

PROCEDIMIENTO

*Se miden los moldes rectangulares y se registran los datos.

*Se les coloca aceite a los moldes para que, al colocar la mezcla previamente preparada, no se adhiera a ellos.

*Se llenan los moldes con la mezcla, por partes, dando ligeros golpes hasta que se acomode el material sin introducir algún objeto a la mezcla

*Se hace un ligero acomodo a la superficie del material sin presionarlo.

*Se someten a secado al horno durante 24 horas a temperatura constante de 110 °C.

*Una vez que ya se tienen secas las muestras se vuelven a medir sus longitudes, y se hacen los cálculos para obtener la contracción lineal.

Procedimiento de la contracción volumétrica.

*Se miden los moldes circulares.

*Se le coloca aceite a los moldes circulares junto con el vidrio y se pesan en la balanza.

*Se llenan los moldes con la mezcla previamente preparada, esta vez si se hace con los dedos y se presiona con fuerza la mezcla dentro del molde cuidando de que no queden huecos.

* Se puede levantar el conjunto, como se muestra en la imagen, para cerciorase de que no haya huecos en la parte inferior.

*Se hace un acomodo a la superficie del material del molde cuidando de no despegarlo de la placa de vidrio, y se obtiene el peso del conjunto nuevamente.

*Se someten a secado al horno durante 24 horas a temperatura constante de 110 °C y se obtiene el peso seco de la mezcla con el molde y la placa de vidrio. Finalmente se hacen los cálculos requeridos.

Conclusión

Los suelos más aptos para la construcción son aquellos que presentas mayor portabilidad, plasticidad y cohesión ya que las características les permiten ser una base firme para construcciones. Los suelos orgánicos y turbas no son útiles para establecer obras de infraestructura debido a sus características, con poca portabilidad y altos índices de humedad.