Clasificacion de Suelos Marco Teorico

universidad tecnologica de los andes

Introducción El presente presente trabajo ha sido elaborado con la finalidad de desarrollar los aspectos más más resal resalta tant ntes es del del tema tema relaci relacion onado ado con con los los suel suelos, os, los los cuale cualess abarc abarcan an la cubierta superficial de la mayoría de la superficie continental de la Tierra. Tierra. Es un agregado agregado de minerales minerales no no consolidados y de partículas orgánicas producidas por la acción acción combinada combinada del viento, el agua y los procesos de desintegración orgánica. La clasificación de suelos es una categorización sistemática de suelos basada en características distintivas y criterios de uso. na clasificación de suelo es muy dinámica en sí mismo de la estructura del sistema, a las definiciones de clases y finalmente la aplicación a campo. El propósito de cual!uier clasificación es ser capaz de organizar el conocimiento de tal modo de !ue las propiedades de los objetos pueden ser recordados y sus relaciones entendidas más fácilmente para un objetivo específico. El comportamiento de los suelos es complejo debido a la naturaleza granular y a la coe"istenc coe"istencia ia de partículas partículas sólidas sólidas con fluido fluido interstici intersticial al !ue generalmente generalmente está compuesto por más de un fluido #agua, contaminantes inorgánicos gases como el aire y el metano, etc.$. El entendimiento actual del comportamiento de los suelos a evolucionado a trav%s del siglo "", incluyendo incluyendo esfuerzos efectivos efectivos #Te #Terzagui en los a&os '($, coloides y arcillas #)oy, *hapman en los a&os +(, Lambe y itchell en los a&os -($, dilación en corte #Toylor #Toylor +/0 y estado crítico con 1oscoe, 1osc oe, 2chofiel y 3roth en los 4($ fase fluida y mi"ta y suelos no saturados #5ishop en los a&os 4($.

1

Mecánica de suelos I


1. Referencia: • •

6627T8 #+9+ o edición posterior$. *asagrande 6. #+/0$, clasificación de materiales para subrasantes de carreteras.

2. Objetivos:

•

:esarrollar una manera sistemática de describir y clasificar suelos. 6grupar suelos con características geot%cnicas similares. 6signar símbolos indicativos del tipo de suelo analizado. *onocer los fundamentos en los !ue se basan las clasificaciones de

•

suelos. *onocer los principios !ue rigen la evaluación de los suelos y los

• • •

principales sistemas de evaluación de suelos.

3. Equipo: •

2oft;are dise&ado para el sistema de clasificación

•

2*2 E"cel

6627T8 o

4. Marco teórico: 4.1.

Casificación de sueos

La determinación y cuantificación de las diferentes propiedades de un suelo, efectuadas mediante los ensayos vistos en el anterior apartado, tienen como objetivo


determinación= normalmente, suele ser suficiente conocerla granulometría y plasticidad de un suelo para predecir su comportamiento mecánico, además facilita la comunicación e intercambio de ideas entre profesionales del sector, dado su carácter universal. 4.2.

Casificación !enera de Casa!rande "odificada

>ue 6. *asagrande !uien en +/' ideo este sistema gen%rico de clasificación de suelos ! fue empleado por el cuerpo de ingeniería del ej%rcito de los EE. para la construcción de pistas de aterrizaje durante la 2egunda )uerra undial. :iez a&os más tarde, y vista la gran utilidad de este sistema en ingeniería civil, fue ligeramente modificado por el 5ureao of reclamation naciendo el sistema unificado de clasificación de suelos #2*2$ este sistema fue adoptado por la 62T #6merican 2ociety of testing materials$ como parte de sus m%todos normalizados. :icha clasificación se vale de unos símbolos de grupo consistentes en un prefijo !ue designa la composición del suelo y un sufijo !ue matiza sus propiedades en el siguiente es!uema se muestran dichos símbolos y su significación?

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En función de estos símbolos, pueden establecerse diferentes combinaciones !ue definen uno y otro tipo de suelos.

*omo puede deducirse de la anterior tabla e"iste una clara distinción entre tres grandes grupos de suelos? a$ 2uelos :e )rano )rueso #) y 2$? >ormados por gravas y arenas con menos del -(@ de contenidos en finos empleando el tamiz (.(0( AE #B '(( 62T$. b$ 2uelos :e )rano >ino # y *$? >ormados por suelos con amenos un -(@ de contenidos de limos y arcilla. 4



c$ 2uelos 8rgánicos #8, CT$? *onstituido fundamentalmente por materia orgánica son inservibles como terreno de cimentación. 6simismo dentro de la tipología, e"puesta todavía pueden e"istir casos intermedios empleándose una doble nomenclatura, por ejemplo una grava bien graduada !ue contenga entre un - y un +'@ de finos se clasificara como )3D). Tras un estudio e"perimental de diferentes muestras de suelo de grano fino *asagrande consigue ubicarse en un diagrama !ue relacione el limite li!uido #LL$ con el índice de plasticidad #C$. En este diagrama conocido como la carta de *asagrande de los suelos cohesivos destacan dos grandes líneas !ue act
5



6



4.3.

Casificaciones Espec#ficas de Carreteras :

La clasificación de *asagrande tiene un carácter gen%rico empleándose para todo tipo de obras de obras de ingeniería dada su gran versatilidad y sencillez. 2in embargo esta clasificación puede !uedarse corta a la hora de estudiar determinadas propiedades específicas !ue debe tener un suelo para ser considerado apto en carreteras.

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Cor ello e"isten una serie de clasificaciones específicas para suelos empleados en construcciones de infraestructura viales de hecho la práctica totalidad de los países desarrollados tienen la suya. 4.4.

Casificación $$%&'O

La 6merican 6ssociattion of 2tate 7igh;ay 8fficials adoptó este sistema de clasificación de suelos #6627T8  +/-$, tras varias revisiones del sistema adoptado por el 5ureau of Cublic 1oads de Estados nidos, en el !ue los suelos se agrupan en función de su comportamiento como capa de soporte o asiento del firme. Es el sistema más utilizado en la clasificación de suelos en carreteras. En esta clasificación los suelos se clasifican en siete grupos #6D+, 6D',F, 6D9$, seg
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6D+Da? ncluye los suelos con predominio de gravas, con o sin material fino bien graduado ( 6D+Db? ncluye suelos constituidos principalmente por arenas

gruesas, con o sin material fino bien graduado. ( 6DH? *orresponde, típicamente, a suelos constituidos por

arena fina de playa o de duna, de origen eólico, sin finos limosos o arcillosos o con una pe!ue&a cantidad de limo no plástico. Tambi%n incluyen este grupo, los depósitos fluviales de arena fina mal graduada con pe!ue&as cantidades de arena gruesa o grava. 6D'? Este grupo comprende a todos los suelos !ue contienen un H-@ o menos de material !ue pasa por el tamiz nG '(( y !ue no pueden ser clasificados en los grupos 6D+ y 6DH, debido a !ue el porcentaje de finos o la plasticidad de estos #o ambas cosas$ están por encima de los límites fijados para dichos grupos. Cor todo esto, este grupo contiene una gran variedad de suelos granulares !ue estarán entre los correspondientes a los grupos 6D+ y 6DH y a los grupos 6D/, 6D-, 6D4 y 6D9. ( 6D'D/ y 6D'D-? En estos subgrupos se incluyen los suelos !ue

contienen un H-@ o menos de material !ue pasa por el tamiz nG '(( y cuya fracción !ue pasa por el tamiz nG /( tiene las características de los grupos 6D/ y 6D-, de suelos limosos. En estos subgrupos están incluidos los suelos compuestos por grava y arena gruesa con contenidos de limo o índices de plasticidad por encima de las limitaciones del grupo 6D+, y los suelos compuestos por arena fina con una proporción de limo no plástico !ue e"cede la limitación del grupo 6DH.

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( 6D'D4 y 6D'D9? En estos subgrupos se incluyen suelos como

los descritos para en los subgrupos 6D'D/ y 6D'D-, e"cepto !ue los finos contienen arcilla plástica con tienen las características de los grupos 6D4 y 6D9. La categoría de los suelos limoDarcillosos está compuesta por los grupos 6D /, 6D-, 6D4 y 6D9, cuyo comportamiento en e"planadas ve de regular a malo. En esta categoría los suelos se clasifican en los distintos grupos atendiendo
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Los grupos incluidos en los suelos granulares son los siguientes? •

6D/? El suelo típico de este grupo es un suelo limoso no plástico o moderadamente plástico, !ue normalmente tiene un 9-@ o más de material !ue pasa por el tamiz nG '((. Tambi%n se incluyen en este grupo los suelos constituidos por mezclas de suelo fino limosos y hasta un 4/@ de gravas y arenas.

•

6D-? El suelo típico de este grupo es similar al descrito en el grupo 6D/, salvo !ue suele tener carácter diatomáceo o micáceo, y pueden ser muy compresibles, como indica su elevado límite lí!uido.

•

6D4? El suelo típico de este grupo es un suelo arcillosos plástico, !ue normalmente tiene un 9-@ o más de material !ue pasa por el tamiz nG '((. Tambi%n se incluyen en este grupo las mezclas de suelo fino arcilloso y hasta un 4/@ de gravas y arenas. Estos suelos, e"perimentan generalmente grandes cambios de volumen entre los estados seco y h
•

6D9? El suelo típico de este grupo es similar al descrito en el grupo 6D4, salvo !ue !ue tiene las características de elevado límite lí!uido del grupo 6D-, y puede ser elástico y estar sujeto a grandes cambios de volumen.

•

6D9D-? 2e incluyen en este subgrupo los suelos con un índice de plasticidad moderado en relación con el límite lí!uido y !ue pueden ser altamente compresibles, además de estar sujetos a importantes cambios de volumen.

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•

6D9D4? 2e incluyen en este subgrupo los suelos con un índice de plasticidad elevado en relación con el límite lí!uido y !ue están sujetos a cambios de volumen muy importantes.

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La clasificación realizada de esta manera se complementa con el índice de grupo, !ue permita caracterizar mejor cada suelo dentro de los grupos, ya !ue estos admiten suelos con porcentajes de finos y plasticidad muy diferentes. El índice de grupo de obtiene mediante la siguiente e"presión? I) * +, ( 3- /02  000- +  405  001 +,  1- +I6  10

2iendo? >? Corcentaje en peso !ue pasa por el tamiz nG '(( del material inferior a 9- mm, e"presado en n J H- con independencia de la plasticidad, y si el índice de plasticidad es superior a +( este valor será > J +-. Los valores críticos del límite lí!uido y del índice de plasticidad serán, respectivamente, /( y +(. Cor


4.-.

Casificación:

)rafica de clasificacion de lof finos en función a su plasticidad El 2istema nificado de *lasificación de 2uelos D 2*2 #nified 2oil *lassification

2ystem #2*2$$

es

un

sistema

de clasificación

de

suelos usado en ingeniería y geología para describir la te"tura y el tama&o de las partículas de un suelo. Este sistema de clasificación puede ser 15



aplicado a la mayoría de los materiales sin consolidar y se representa mediante un símbolo con dos letras. *ada letra es descrita debajo #con la e"cepción de Ct$. Cara clasificar el suelo hay !ue realizar previamente una granulometría del suelo mediante tamizado u otros. Tambi%n se le denomina clasificación modificada de *asagrande. Crimera

yKo

segunda

letra 2ímbolo

:efinición

)

grava

2egunda letra Letr a

C 2

arena



limo

* 8

arcilla orgánico

:efinición

pobremente graduado #tama&o de partícula uniforme$

3

bien gradado #tama&os de partícula diversos$

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alta plasticidad

L

baja plasticidad

2i el suelo tiene entre un -D+'@ de finos, pasantes del tamiz B'(( se considera !ue ambas distribuciones de granos tienen un efecto significativo para las propiedades ingenieriles del material. Estaríamos hablando por ejemplo de gravas bien graduadas pero con limos. En esos casos se recomienda usar doble notación, por ejemplo? )3D) correspondiente a grava bien graduada y grava con limo 2i el suelo tiene más del +-@ del peso retenido por el tamiz B/ #1 B/ M +-@$, hay una cantidad significativa de grava, y al sufijo con grava se le puede a&adir el 16



nombre del grupo, pero el símbolo del grupo no cambia. Cor ejemplo, 2CD2 con grava se refiere a 6rena pobremente graduada con limo y grava

'aba de casificación %#"boo de !rupo

+

7ivisiones "a8ores

)rava

M -(@ de la fracción gruesa retenida en el tamiz nG/ #/.9- mm$ %ueos !ranuares !ruesos

grava limpia menos del -@ pasa el tamiz nG'((

)

grava bien graduada, grava fina a gruesa

)6

grava pobremente graduada

grava con más de )M +'@ de finos pasantes del tamiz nG '(( )C

más del -(@ retenido en el tamiz nG'(( #(.(9- mm$

9o"bre de !rupo

grava limosa

grava arcillosa

%

6rena bien graduada, arena fina a gruesa.

%6

6rena pobremente graduada

%M

6rena limosa

%C

6rena arcillosa

6rena limpia 6 rena N -(@ de fracción gruesa !ue pasa el tamiz nG/ 6rena con más de +'@ de finos pasantes del tamiz nG '((

%ueos de !rano fino

limos y arcillas límite lí!uido O -(

más del -(@ pasa el tamiz

inorgánico

M

limo

C

arcilla 17



orgánico

Ao.'((

limo y arcilla límite lí!uido N -(

O

Limo orgánico, arcilla orgánica

M&

limo de alta plasticidad, limo elástico

C&

6rcilla de alta plasticidad

inorgánico

-. C;cuos: 6.

Concucion:

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