UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE MECÁNICA DE SUELOS
INDICE
Labor ator io de Mec áica de S!e"o# I
$
INTRODUCCION Los granos que conforman en suelo y tienen diferente tamaño, van desde los grandes que son los que se pueden tomar fácilmente con las manos, hasta los granos pequeños, los que no se pueden ver con un microscopio. El análisis granulométrico al cuál se somete un suelo es de mucha ayuda para la construcción de proyectos, tanto estructuras como carreteras porque con este se puede conocer la permeabilidad y la cohesión del suelo. También el suelo analiado puede ser usado en meclas de asfalto o concreto. Los !nálisis "ranulométricos se realiaran mediante ensayos en el laboratorio con tamices de diferente enumeración, dependiendo de la separación de los cuadros de la maya. Los granos que pasen o se queden en el tami tienen sus caracter#sticas ya determinadas. $ara el ensayo o el análisis de granos gruesos será muy recomendado el método del Tami% pero cuando se trata de granos finos este no es muy preciso, porque se le es más dif#cil a la muestra pasar por una maya tan fina% &ebido a esto el !nálisis granulométrico de "ranos finos será bueno utiliar otro método.
OBJETIVOS Los ob'etivos principales para el ensayo del análisis granulométrico de suelos por tamiado es determinar la distribución de tamaños de las part#culas del suelo y determinar los porcenta'es de suelo () retenido* que pasan por los distintos tamices hasta la malla + (-mm*.
$ara el ensayo del análisis granulométrico por medio del hidrómetro el análisis hidrométrico se basa en la ley de /to0es. Esta ley se puede aplicar a una masa de suelo dispersada con granos de diversos tamaños.
El hidrómetro nos ayuda a calcular el porcenta'e de part#culas de suelo dispersado, las cuáles permanecen en suspensión un dete rminado tiempo.
FUNDAMENTO TEORICO •
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICOS DE SUELOS POR TAMIZADO 1onsiste en determinar los diferentes tamaños de part#culas que tiene un suelo en función de su peso total e2presado en porcenta'e()*.
% Particula = •
Peso de Particula1 Peso Total Seco
×
100
ANALISIS HIDROMÉTRICO El análisis hidrométrico se basa en el principio de la sedimentación de granos de suelo en agua. 1uando un espécimen de suelo se dispersa en agua, las part#culas se asientan a diferentes velocidades, dependiendo de sus formas, tamaños y pesos. $or simplicidad se supone que todas las part#culas de suelos son esferas y que la velocidad de las part#culas se e2presa por la ley de /to0es.
Los
resultados
del
análisis
mecánico
(análisis
por
tamiado
e
hidrómetra* se representan generalmente en graficas semilogar#tmicas como curvas de distribución granulométrica ( o de tamaño de grano*. Los diámetros de las part#culas se grafican en escala logar#tmica y el porcenta'e correspondiente de finos en escala aritmética.
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICOS DE SUELOS POR TAMIZADO Equipos utii!"#os •
3alana
•
Tamices de malla cuadrada4 56 (-7mm*
89 : (+mm*
+6 (7.;mm*
89 + (.;mm*
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89 (.+7mm*
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89
+
(.-7mm*
89 (.-?mm*
•
1epillo para limpiar los tamices
P$o%&#i'i&(to o
/e escoge una muestra de suelo, y se procede hacer el cuarteo.
o
Luego se pone en el horno para tener un suelo seco, pasado las +h procedemos a pesarlo.
o
Luego la muestra seca se lava con la malla numero + para de este modo en el fondo de los tami tener un peso cero de limos y arcillas.
o
Lo ponemos a secar en la intemperie y luego lo metemos en el horno y de esta manera tendr#amos un peso de suelo seco lavado.
o
/e limpian correctamente las mallas a utiliar (fi'ándose que no haya part#culas de suelo*.
o
/e vierte la muestra en los tamices y se arandea tapando la parte superior para no perder peso.
o
/acamos
cuidadosamente
el
suelo
retenido
en
cada
tami
y
procedemos a pesarlo, no sin antes observar que no haya part#culas de suelo atrapado en el tami.
o
@inalmente calculamos los ) retenidos y ) pasa en cada malla.
DATOS ) CÁLCULOS Au'(" * Li!+&t, Mu-o! V"#i.i" $royecto4 Anvestigación "eotécnica de Anfraestructura4 Bina La Estrella. Cbicación4 $ata D La Libertad @echa4 !gosto, +7 /onda'e4 3otadero Buestra4 B+ $rofundidad (m*4 +.-+.> :*
89 de Tara4
+*
$eso de tara4 +5-.:-g
5*
$eso de tara Fpeso de suelo hGmedo4 55:.5-g
*
$eso de taraF peso de suelo seco45+-.+-g
7*
$eso de taraFsuelo seco lavado4 :?:.g
$eso de suelo secoH (*(:*H5+-.+- +5-.:-H555.:g $eso suelo seco lavadoH (7*(:*H :?:. +5-.:-H :5--.+-g T!BAI
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∑ p.retenidos
= 1376.77
Error H :5--.+- D :5-?.-- H .7 g.
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::5.7,
1alculamos la compensación4 Compensación =
0.5 10
x100 = 0.05 g
1alculamos los porcenta'es retenidos, pasa y porcenta'es acumulados en cada malla4 % P .retenido =
P .malla 3033.1
x100
% P . pasa = 100% − % P .retenido
% Acum.retenido = ∑ (% P .retenido ) % Acum. pasa = ∑ (% P . pasa)
Llenamos la t"+" /$"(uo'0t$i%"
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1alculamos el ) gravas, arena y limos y arcillas4
%Gravas = %ret .acum. N º4 = 17.621%
% Arena = % P .ret . N º4 − % P .ret .N º200 = 27.78%
)$M+HN($seco$seco lavado*F $platilloO<$seco
% Arcillas − Limos = % P .ret . N º200 = 54.61%
Cu$." G$"(uo'&t$i%" :+,
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/erie:
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1 A%u'u"#o
P"s"#o
OBSERVACIONES DEL ENSA)O El ensayo granulométrico por tamiado en el laboratorio debe tener un error menor a :) (hasta un má2imo de 7)*, de lo contrario el ensayo debe volver a realiarse.
$ara minimiar los errores debemos tener cuidado con la limpiea de los tamices, as# como que la muestra no se quede atrapada en el cepillo de limpiado y evitar que se caigan las part#culas de la muestra.
El método del Tamiado fue el elegido para clasificar las muestras, debido a la facilidad y sencille con que se realia.
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR MEDIO DEL HIDR2METRO Equipos utii!"#os •
3alana
•
Tami 89 :
• !parato agitador •
Pidrómetro :7+P
•
$robeta de : ml.
• !gente dispersivo( Pe2a Betafosfato de /odio 8a$K5 •
Termómetro
•
1ronómetro
P$o%&#i'i&(to o
/e toma una muestra sacada del horno y se hace pasar por la malla 89 :, de lo que pasa de toma 7g.
o
Luego se combina 7 g del floculante mas :+7ml de agua destilada y se de'a reposar hasta el d#a siguiente para su me'or combinación.
o
Luego a esta solución se le agrega los 7 g de muestra de suelo( si es arena se de'a de + a horas y si es arcilla se de'a + horas*.
o
Luego se le agrega :+7ml más de agua y se mete a la batidora (de +Q a Q si es arena y :7Q si es arcilla*.
o
Luego de batirlo se coloca en el cilindro de sedimentación y se completa hasta los :ml y se coloca el hidrómetra y se toman las lecturas del hidrómetro segGn el tiempo.
DATOS ) CÁLCULOS Au'("* Li!+&t, Mu-o! V"#i.i" Pidrómetro usadoH :7+P "ravedad especifica "s H +.-7 $eso suelo seco H 7gr. Lectura hidrómetro en agua H (teórico* Lectura del hidrómetro en agua más defloculante H 1d H +.7
Co$$&%%i3( po$ t&'p&$"tu$" /e debe corregir por temperatura con la siguiente tabla.
TEB$EJ!TCJ! (9c*
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&ato obtenidos en el laboratorio y la corrección por temperatura con ayuda de la tabla.
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Lectura del Pidrómetro corregido (Jc*
R% 4 R# 5 C# 6 Ct &onde4 Jc4 Lectura del hidrómetro corregido. Jd4 Lectura del hidrómetro. 1d4 Lectura del hidrómetro en agua mas defloculante. 1t4 1orrección por temperatura.
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1alculo del $orcenta'e mas fino, $()* P (%) =
Rc × a × 100
Ws Rc = Lectura del hidrometro corregido. a = Corrección por gravedad especifica Ws = Peso sec o de la muestra Gs = Peso especifico de solidos. Gs (1.65) = 0.978 a= (Gs − 1) × 2.65 TAEB$K (min*
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Lectura del hidrómetro corregido solo por menisco J4 R = Rd + Cm onde : R = Lectura del hidrómetro corregido
por menisco.
Rd = Lectura del hidrómetro. Cm = Lectura del hidrometro en agua.. = 0 TAEB$K min
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1alculo de longitud de hidrómetro (L*, en función del valor J, se puede calcular el valor de L(cm* con la siguiente tabla. R L7%'8 R L7%'8 R L7%'8 R L7%'8 :?.5 :? :5.-
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!hora ya podemos encontrar el diámetro equivalente = !
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"raficaremos $()* Ss. &iámetro (mm* en cual vendr#a ser la curva granulométrica del material que pasa por la malla 89+.
8 1 7 A S ?. A P E U <7. E J A T N. E C R5. O P
CURVA GRANULOMETRICA
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.
DIAMETRO7''8
OBSERVACIONDE DEL ENSA)O Bediante los e2perimentos realiados dentro del laboratorio, pudimos observar que el suelo se divide en @racción "ranular "ruesa y @racción "ranular @ina.
!l realiar un estudio profundo de estos, nos dimos cuenta de caracter#sticas importantes como son4 La $ermeabilidad y 1ohesión que poseen, las cuales nos permitirán verificar que tan apto puede ser para la realiación de proyectos de construcción.
$ara minimiar el error en este ensayo debemos utiliar agua destilada más no agua de caño, ya que pudimos observar que la lectura del hidrómetro en esta no es cero sino fue 5 cm.
&ebemos evitar que el hidrómetro choque con las paredes de la probeta ya que se desestabilia y produce una lectura con cierto error.
