INSTITUTO TECNOLÓGICO DE APIZACO
Ing. Civil
MATERIA.
Mecánica De Suelos
CATEDRÁTICO Ing. Miguel Ángel Daza Merino
TRABAJO: Clasificación e identificación de los suelos
ALUMNO: Cruz Alejandro Vázquez Juárez
07 De Abril Del 2013
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Contenido Introducción ........................................................................................................................................ 3 Clasificación de suelos. ........................................................................................................................ 4 Sistema unificado de clasificación de los suelos (SUCS) ................................................................. 4 Tablas de sistemas de clasificación de USCS ................................................................................... 8 Definición del SUCS con la carta de plasticidad .............................................................................. 9 Clasificación de la AASHTO. ........................................................................................................... 11 Identificación de los suelos ............................................................................................................ 13 Identificación de suelos gruesos ................................................................................................... 13 Identificación de suelos finos ........................................................................................................ 15 Conclusión ......................................................................................................................................... 18 Fuentes de información .................................................................................................................... 19
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Introducción
Debemos conocer y determinar las propiedades del suelo para resolver problemas de mecánica de suelos. En el caso de por ejemplo; determinar el asentamiento de cualquier obra o la velocidad de circulación de un acuífero son problemas que requieren de expresiones racionales para llegar a su solución, pero en el caso de pavimento no se requiere de estas es por eso que se debe tener una taxonomía de los suelos de acuerdo a como se comportan, esto es la clasificación de los suelos. Se agrupan los suelos por su semejanza en su comportamiento, se relacionan sus propiedades mediante un sistema de clasificación. Eso ofrece la caracterización del suelo por la granulometría y la plasticidad, identificar el suelo también es una parte muy importante ya que de este sabremos clasificarlo, y la experiencia es una pieza muy importante para identificar los suelos.
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Clasificación de suelos. .
Para la clasificación de los suelos voy a mencionar dos clasificaciones.
Sistema unificado de clasificación de los suelos (SUCS)
Clasificación de la AASHTO
Sistema unificado de clasificación de los suelos (SUCS) Es un sistema desarrollado por A. Casagrande el cual sirve para identificar y agrupar suelos en forma rápida en obra. El sistema divide los suelos primero en dos grupos
de granos gruesos
de granos finos.
Los granos gruesos tienen más del 50 por ciento en peso de granos mayores que 0,08 mm. Estos son representados por el símbolo G si más de la mitad, en peso de las partículas gruesas son retenidas en tamiz 5 mm, y representadas por el símbolo S sí más de la mitad pasa por tamiz 5 mm. A esta simbología se le suele agregar otra letra la cual describe la graduación y son:
W= buena graduación con poco o ningún fino.
P= graduación pobre, uniforme o discontinua con poco o ningún fino.
M=que contiene limo o limo y arena.
C= que contiene arcilla o arena y arcilla.
Si menos del 5% pasa el Tamiz #200, los sufijos son W o P, según los valores de Cu y Cc. Si más del 12% pasa el Tamiz #200, los sufijos son M o C, dependiendo de WL e IP. Si el porcentaje de finos está entre el 5% y si el 12%, se utilizan sufijos dobles (clase intermedia). 4
Los suelos finos, que tienen más del 50 por ciento bajo tamiz 0,08 mm, se dividen en tres grupos:
Las arcillas (C).
los limos (M).
limos o arcillas orgánicos (O).
Al igual que los suelos finos a estos se le agrega una segunda letra que depende de la magnitud del límite líquido e indica la compresibilidad relativa: o
L, si el límite líquido es menor a 50 (Baja plasticidad (WL < 50%)).
o
H, si es mayor (Alta plasticidad (WL > 50%)).
Esta clasificación está basada sólo en los límites de Atterberg para la fracción que pasa el Tamiz #40, y se obtiene a partir de la llamada carta de plasticidad así:
Carta de plasticidad
Línea U: IP= 0,9(LL - 8) Línea A: IP= 0,73(LL - 20)
Sobre la línea A: arcillas inorgánicas. Debajo de la línea A: limos y arcillas orgánicas.
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La línea B: LL = 50 separa H de L
Detalle de clasificación en la zona de LL <30 y el IP <10
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Grupos y nombres típicos de los materiales comunes.
GW: Grava bien gradada, mezclas gravosas, poco o ningún fino. GP: Grava mal gradada, mezclas grava – arena, poco o ningún fino. GM: Grava limosa, mezclas grava, arena, limo. GC: Grava arcillosa, mezclas gravo – arena arcillosas. SW: Arena bien gradada. SP: Arena mal gradada, arenas gravosas, poco o ningún fino. SM: Arenas limosas, mezclas arena – limo. SC: Arenas arcillosas, mezclas arena – arcilla. ML: Limos inorgánicos y arenas muy finas, polvo de roca, limo arcilloso, poco plástico, arenas finas limosas, arenas finas arcillosas. CL: Arcillas inorgánicas de plasticidad baja a media, arcillas gravosas, arcillas arenosas, arcillas Limosas, arcillas magras (pulpa) OL: Limos orgánicos, arcillas limosas orgánicas de baja plasticidad. MH: Limos inorgánicos, suelos limosos o arenosos finos micáceos o diatomáceos (ambiente marino, naturaleza orgánica silíceo), suelos elásticos. CH: Arcillas inorgánicas de alta plasticidad, arcillas gruesas. OH: Arcillas orgánicas de plasticidad media a alta, limos orgánicos. Pt: Turba (carbón en formación) y otros suelos altamente orgánicos. Este es un sistema propuesto por Arturo Casagrande el cual adoptan los ingenieros americanos principalmente en los aeropuertos y es ampliamente utilizado en el mundo, al lado del sistema de la AASHTO, es importante saber que todos son basados en los límites y la granulometría.
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Tablas de sistemas de clasificación de USCS
Tipo de Suelo
SISTEMA CLASIFICACION USCS
SISTEMA CLASIFICACION USCS
FINOS ( ≥ 50 % pasa 0.08 mm)
GRUESOS (< 50 % pasa 0.08 mm)
Símbolo
Lim. Liq.
Índice de Plasticidad
wl
* IP
ML
< 50
< 0.73 (wl – 20)
MH
> 50
ó<4 < 0.73 (wl – 20)
CL
< 50
> 0.73 (wl – 20) y>7
CH
> 50
> 0.73 (wl – 20)
OL
< 50
** wl seco al horno
OH
> 50
% RET 5 m.
% Pasa 0.08 m.
Símbolo
GP
<5
SP
< 0.73 (wl-20 ó <4
> 12
> 0.73 (wl-20) o >7
>6 1a3 <5
≤ 6 <1ó>3 < 0.73 (wl-20) o <4
SM
seco al aire
Materia orgánica fibrosa se carboniza, se quema o se pone incandescente.
≤ 6 <1ó>3
GM GC
** IP
CU CC >4 1a3
GW
SW ≤ 75 % del wl
P1
Tipo de Suelo
SC
> 12
> 0.73 (wl-20 ) y >7
* Entre 5 y 12% usar símbolo doble como GW-GC, GP-GM,SW-SM, SP-SC. ** Si IP@ 0.73 (wl-20) o si IP entre 4 y 7 e
Si IP @ (wl – 20) o si IP entre 4 y 7
E IP > 0.73 (wl – 20), usar símbolo doble: Si tiene olor orgánico debe determinarse adicionalmente wl seco al horno
CL-ML, CH-OH
En casos dudosos favorecer clasificación más plástica Ej.: CH-MH en vez de CL-ML.
IP>0.73 (wl-20), usar símbolo doble: GM-GC, SM-SC. En casos dudosos favorecer clasificación menos plástica Ej.: GW-GM en vez de GW-GC. CU = Ø 60 Ø10
CC = Ø 30 2 Ø60 * Ø10
.
Si wl = 50; CL-CH o ML-MH 8
Definición del SUCS con la carta de plasticidad Para gravas (G) y arenas (S), la situación W o P de acuerdo a dos coeficientes: Cu y Cc, si una vez más vemos la carta de plasticidad anterior referimos a:
o
GM Debajo de la línea A o IP 4
Sobre la línea A con 4 IP 7 doble
símbolo o
GC Sobre la línea A o IP 7
o
SM Debajo de la línea A o IP 4
En la zona sombreada con 4 IP 7 doble
símbolo o
SC Sobre la línea A o IP 7
a) GW, GP, SW, SP exigen que MENOS del 5% pase el Tamiz# 200 b) GM, GC, SM, SC exigen que MAS del 12% pase el Tamiz# 200 c) Si el porcentaje de finos está entre 5% y 12%, se requiere símbolo doble.
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Características y usos de los suelos
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Clasificación de la AASHTO.
Es un sistema del Departamento de Caminos de U.S.A. introducido en 1929 y adoptado por la American Association of State Highway Officials. Es de uso especial para la construcción de vías, en especial para manejo de subrasante y terraplenes. Los grupos de suelos son 7, subdivididos en otros más, para llegar a 12 a) Grueso granulares: 35% o menos pasa el T-200 comprende A-1.- si menos del 20% pasa el tamiz #200 y menos del 50% pasa el tamiz #40. A-2.- si menos del 35% pasa el tamiz #200 (limoso o arcilloso), y el material no cumple con A-1 ni A-3. A-3.- si menos del 10% pasa el tamiz #200 y 51% o más pasa el tamiz#40, pero si el P40 no es plástico. b) Suelos fino granulares (grupo limo arcilla): más del 35% pasa el tamiz#200 A-4.-si IP £ 10 (limo) y LL £ 40% A-5.-si IP £ 10 (limo) y LL ³ 41% A-6.-si IP ³ 11 (arcilla) y LL £ 40% A-7.-si IP ³ 11 (arcilla) y LL ³ 41% o
A-1 = cascajo y arena.
o
A-2 = cascajos y arenas limosas o arcillosas.
o
A-3 = arena fina.
o
A-4 y A-5 suelos limosos.
o
A-6 y A-7 suelos arcillosos.
Son considerados: A-1 y A-3 suelos excelentes y buenos, A-2 buenos y moderados, y A6 y A-7 son suelos de moderados a pobres.
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Características de los suelos según la aashto
o
Pero estos suelos tienen subclases as í:
o
A-1-a: si IP del P40 <6% Además el P200=15%, P40=30% y P10=50%
o
A-1-b: si es del grupo A1 y no cumple con A-1-a
o
A-2-4; A-2-5, A-2-6, y A-2-7: según la fracción fina se encuentre en las zonas 4, 5, 6 o 7 de la carta de plasticidad AASHTO.
o
A-3 no tiene subclases.
Carta de plasticidad aashto 12
Identificación de los suelos Identificar un suelo es muy importante es saber identificar el suelo para llevarlo a un sistema de clasificación mencionado anteriormente. Con saber identificar el suelo nos permite conocer las propiedades mecánicas e hidráulicas del suelo, y así atribuyéndole las del grupo en que se sitúe, la experiencia de un ingeniero es muy importante ya que es mucho más fácil saber identificar el suelo y clasificarlo. Existen diversos criterios para la identificación de suelos; estos son del tipo granulométrico y de características de plasticidad. También se ofrecen criterios para identificación en el campo, en aquellos casos en el que no se disponga de equipos de laboratorio para llevar a cabo las pruebas necesarias para una identificación estricta.
Identificación de suelos gruesos Los materiales que son constituidos por partículas gruesas se identifican en forma visual. Se extiende una muestra seca del suelo sobre una superficie plana con esto puede juzgarse, en forma aproximada, de la graduación, tamaño de partículas, forma y composición mineralógica. Para distinguir las gravas de las arenas pude utilizarse un tamaño de medio centímetro equivalente al tamiz 4, y para la obtención del contenido de granos finos se consideran las partículas de tamaño correspondiente a la malla 200 que son las más pequeñas y pueden distinguirse a simple vista. En algunos casos es importante determinar la integridad de las partículas constituyentes del suelo, se realiza un examen cuidadoso las partículas de origen ígneo se identifican fácilmente, las partículas intemperadas se reconocen por las decoloraciones y la relativa facilidad en que se desintegran.
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Terminología para la descripción de suelos grue sos Nº MATERIA
TÉRMINOS
1.- Nombre
- Nombre (bolones, gravas, arena) con adjetivos de los constituyentes secundarios, el tamaño máximo visible y, en el caso de que sea superior al tamiz 80mm (3”),
anotar el porcentaje estimado de partículas superiores a dicho tamiz (bolones), referido al total del suelo.
2.-
Distribución
de - Porcentaje aproximado en peso de grava, arena y finos
tamaños
para la fracción de suelo que pasa por el tamiz 80mm
3.- Color
- Utilizar como máximo dos colores, o bien, presencia de manchas y/o bandas.
4.- Graduación
- Bien graduada o graduada uniforme, para las gravas y arenas el tamaño predominante, con uno de los siguientes adjetivos: media, gruesa o fina.
5.- Plasticidad
- Plasticidad de la fracción fina (ninguna, baja, media o alta)
6.- Olor
- Ninguno, térreo u orgánico
7.- Forma de partículas
- Angular, subangulares, subredondeado o redondeado
8.- Humedad
- Seco, húmedo, mojado o saturado
9.- Compacidad Natural
- Densa o suelta
10.- Estructura
-Cual estructura dominante; estratificado, laminado, homogéneo, vesicular, etc.
11.- Cementación
- Débil, fuerte
12.- Origen
- Precisar el origen del suelo.
13.- Materia orgánica
- Sin indicios, mediana o abundante
14.- Símbolo del Grupo
- De acuerdo con la nomenclatura
15.- Nombre del Suelo
-
Nombre típico, seguido del nombre local
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Identificación de suelos finos La identificación de suelos finos es una ventaja teniendo algo de experiencia, las principales bases para identificar suelos finos en el campo son la investigación de las características de dilatancia, de tenacidad, y de resistencia en estado seco. El color y el olor del suelo pueden ayudar, especialmente en suelos orgánicos. El conjunto de pruebas se efectúa en una muestra por el tamiz 40. Terminología para la descripción de suelos finos Nº MATERIA
TÉRMINOS
1.- Nombre
- Nombre (limo, arcilla, orgánico)con adjetivo de los constituyentes secundarios, el tamaño máximo visible y, e n el caso de que sea superior al tamiz 80mm (3"), porcentaje estimado de partículas superiores a dicho tamiz (bolones).
2.-
Distribución
de - El porcentaje aproximado en peso de grava, arena y finos
tamaños
para la fracción desuelo que pasa por e l tamiz 80mm (3").
3.- Color
- Utilizar como máximo dos colores, presencia de manchas y/o bandas.
4.- Olor
- Ninguno térreo u orgánico.
5.- Dilatancia
- Ninguna, lenta o rápida.
6.- Resistencia Seca
- Muy baja, baja, media, alta o muy alta.
7.- Plasticidad
- Ninguna, baja, media o alta.
8.- Humedad
Seco, húmedo, mojado o saturado
9.- Consistencia
- Blanda, media, firme, muy firme o dura, estimarla basado en la facilidad para penetrar el dedo índice y/o pulgar.
10.- Estructura
-
La
estructura
dominante;
estratificado
laminado,
homogéneo, vesicular, etc.
11.- Cementación
- Débil o fuerte.
12.- Origen
- Precisar el origen del suelo (fluvial, artificial, etc.)
13.- Materia Orgánica
- Sin indicios, mediana o abundante.
14.- Símbolo del Grupo
- De acuerdo con la nomenclatura USCS.
15.- Nombre del Suelo
- Nombre típico, seguido del nombre local (si lo tiene).
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o
Dilatancia
Es una pastilla en el contenido de agua necesario para que el suelo adquiera una consistencia suave y no pegajosa, se agita en la palma de la mano, golpeándola y manteniéndola apretada entre los dedos. Un suelo fino, no plástico con este experimento logra una apariencia de hígado, mostrando agua libre en la superficie, mientras se agita, que al ser apretado entre los dedos, el agua superficial desaparece y la muestra se endurece, hasta que, empieza a desmoronarse como un material frágil, al aumentar la presión. Si el contenido de agua de la pastilla es el adecuado, un nuevo agitado hará que los fragmentos, producto del desmoronamiento vuelvan a constituirse, además cambia su consistencia y con la que el agua aparece y desaparece define la intensidad de la reacción e indica el carácter de los finos del suelo. o
Tenacidad
Esta prueba se realiza sobre una muestra de consistencia suave, similar a la masilla. Esta muestra se rola hasta formar un rollo de unos 3mm. De diámetro, que se amasa y vuelve a rolar varias veces. Después de esto se observa que aumenta la rigidez del rollito a medida que el suelo se acerca al límite plástico, Sobrepasado el límite plástico, los fragmentos en que se parta el rollo se juntan de nuevo y amasan ligeramente entre los dedos, hasta el desmoronamiento final. o
Resistencia en estado seco
La resistencia de una muestra de suelo seco, al romperse bajo presiones ejercidas por los dedos, es un índice del carácter de su fracción coloidal. Los limos exentos de plasticidad, no presentan ninguna resistencia en estado seco y sus muestras se desmoronan con muy poca presión digital. Las arcillas tienen mediana y alta resistencia al desmoronamiento por presión digital.
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o
Color
Saber identificar bien el color en el campo es útil para diferenciar diferentes estratos y para identificar tipos de suelo, un ejemplo: el color negro indica la presencia de materia orgánica, los colores claros y brillosos son propios de suelos inorgánicos. o
Olor
Los suelos orgánicos tienen un olor distintivo, que puede usarse para su identificación; el olor es particularmente intenso si el suelo está húmedo, y disminuye con la exposición al aire, aumentando por el contrario, con el calentamiento de la muestra húmeda.
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Conclusión
Podremos decir que el grado de compacidad relativa de una arena es seguro indicador del comportamiento de ese suelo. La curva granulométrica y los Límites de Atterberg, de gran utilidad, implican la alteración del suelo y los resultados no revelan el comportamiento del suelo , son diversos los ámbitos que constituyen al suelo y en este caso un ingeniero con experiencia facilita el trabajo ya que desde el campo sabrá clasificar el suelo en base a su experiencia.
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Fuentes de información
Bibliografía arqhys. (s.f.). Recuperado el 03 de 04 de 2013, de http://www.arqhys.com/construccion/identificacion-suelos.html es.scrbd.com. (s.f.). Recuperado el 04 de 04 de 2013 , de http://es.scribd.com/doc/44281634/Estructura-Del-Suelo Villalaz, C. C. (2004). Mecanica De Suelos Y Cimentaciones. México: limusa. wikipedia. (s.f.). wikipedia. Recuperado el 04 de 04 de 2013, de http://es.wikipedia.org/wiki/Suelo
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