Manual Suelos i Labf Tania

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO ESCUELA PROFESIONAL PROFESIONAL DE INGENIERÍA INGENIERÍA CIVIL CIVIL

CONTENIDO DE HUMEDAD NORMAS: ASTM D653-90 NTP 339.127

1. OBJE OBJETI TIVO VOS S Conocer la dependencia de las propiedades físicas y mecánicas de un suelo ante el porcentaje de humedad en su estructura.

♦

♦

Determinación porcentual del contenido de agua en una muestra de

suelo.

2. EQUIPO ♦

Cápsulas (taras) con sus respectiva tapa.

♦

Horno a temperatura constante de 1! "#! grados centígrados.

♦

$alan%a de precisión &escalas o electrónica con precisión de .1g.

♦

'uantes.

♦

tros ( espátulas lona para cuarteo *adilejo)

3. INFORM INFORMACI ACIN N PRE!I PRE!IMIN MINAR AR +n suelo natural se considera como un sistema de fases, 'aseoso -íuido 6ólido -a fase líuida no es característica permanente de un suelo es solo transitorio seg/n las condiciones condiciones del lugar donde se se encuentre0 pudiendo pudiendo llegar a satura saturarr el suelo suelo y dismin disminuye uyendo ndo sus sus carac caracter teríst ística icass de resist resisten encia cia o por el contrario si el suelo contiene un porcentaje *ajo de humedad sus características de resistencia su*irán. l contenido de humedad de un suelo es la suma del agua capilar li*re e higroscópica presente en la masa del suelo con respecto al peso de los sólidos del mismo. w3

Ww =

2 1

Ws

4elación e5presada como como porcentaje del peso peso de agua en una una masa de suelo suelo al peso de las partículas partículas sólidas.

1

ING. TANIA ZAPATA COACALLA COACALLA

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6e determina el peso del agua secando el suelo h/medo hasta o*tener un peso constante del suelo seco.

". PROCED PROCEDIMI IMIENT ENTO O E#PERI E#PERIMEN MENTA! TA! Como míni Como mínimo mo se e5tra e5traen en tres tres mues muestra trass para para real reali% i%ar ar el ensa ensayo yo dependiendo dependiendo de la cantidad de la muestra. ♦

-a cant cantid idad ad de mues muestr traa depe depend nder eráá del del tipo tipo de suel suelo o tal tal como como se muestra en la siguiente ta*la.

♦

mínima 7á5imo 9ama 9ama8o 8o de mall mallaa 7asa recomendada de tama8o de 6tandard esp:cimen de ensayo partícula (pasa h/medo para el 13)

7asa mínima recomendada de esp:ci esp:cimen men de ensayo ensayo h/medo para contenidos de contenidos de humedad humedad reportados reportados humedad reportados a a ";# .13 ";# 13

=9=>9 9C C <. <.mm mm.. (>ro. 1) ?.@!mm. =9=>9C ?.@!mm. (>ro. ?) A.!mm. =9=>9C A.!1mm. ( &;B) 1A.mm. =9=>9C 1A.mm. ( ) &@.!mm. =9=>9C &B.1mm. ( F) @!.mm. =9=>9C @G.1mm. (&)

<gr

<gr.

1gr

<gr

!gr

!gr

<.!Eg.

1Eg.

1 Eg.

!Eg.

! Eg.

esar los recipientes vacíos para el contenido de humedad anotando su identificación.. ♦

Colocar Colocar la muestra muestra de suelo natural natural en las cápsulas cápsulas y determinar determinar su peso h/medo. h/medo. ♦

♦

Colocar las muestras de suelo en el horno por un tiempo de 1B a
horas. ♦

6acar la muestra y dejar enfriar como mínimo 1! minutos antes de

pesar. Cuando la muestra al pesarlo demuestra un peso constante se determina el peso seco. ♦

♦

6e reali%a los cálculos de contenido de humedad. *servación, Cuando se tra*aje con una muestra peue8a (menos de <gr) ue contiene partículas de grava mayores a &;? no es apropiado

<

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incluirlas en las muestras de ensayo. 6in em*argo en el reporte de resultados se mencionará y anotará el material descartado.

5. RE$ISTRO DE DATOS % RESU!TADOS 7uestra e5traída de una calicata de profundidad , IIIIII. +*icada a ,IIIIIIm.y con una potencia de,IIIIIm. ♦

7aterial de,IIIIIImm. ♦

ue presenta partículas finas cuyo tama8o má5imo es

♦

6e procedió a e5traer muestras con peso mayores a, IIIIIgr.

♦

J continuación los cálculos correspondientes,

or /ltimo se saca un promedio de los tres resultados no pudiendo variar estos & por mas de <3 en este caso se elimina el mas lejano de los resultados y se promedia entre los dos restantes.

E&'()*+ N,+. 01 CALICATA N° 1 Nro De Tara * Peso de Tara Peso de Tara+ M. Humeda Peso de Tara + M. Seca Peso de Agua Peso Mues!ra Seca "o#!e#$do de %umedad &'

11 72.8 155.17 146.19 8.98 73.39 12.24

8 69.32 167.72 157.19 1.53 87.87 11.98 11.93

18 78.4 159.63 151.2 8.43 72.8 11.58

Promed$o co#!. Humedad &'

29ara se llama al envase metálico ue se utili%a para reali%ar el ensayo. K3L (B.AB;@&.&A) 2 1 L 1<./mero de tara 11) K3 L (. De cápsula " 7uestra H/meda)#(. De cápsula " 7uestra 6eca) 5 1 (. de cápsula " muestra seca) M (. De cápsula) &

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E&'()*+ N,+ 02. Nro De Tara Peso de Tara Peso de Tara + M. Humeda Peso de Tara + M. Seca Peso de Agua Peso Muestra Seca Contenido de humedad W% Promedio cont. Humedad W%

gr.

L-2 14.52

D–3 14.85

D–4 14.48

gr. gr.

94.28 87.55

93.21 84.11

97.58 9.61

gr. gr.

6.73 73.3

9.1 69.26

6.97 76.13

&'

9.22'

13.14'

9.16'

&'

9.19%

n este caso por ejemplo vemos ue la muestra < presenta un resultado de contenido de humedad alejada en mas de <3 de las otras muestras por lo tanto se hallará el promedio solo de los resultados mas cercanos, K3 L (A.<<3 " A.1G3) <

6. RECOMENDACIONES DE! ENSA%O. 6e recomienda tener mucho cuidado al reali%ar el pesado de las muestras ya ue un error en d:cimas varía los resultados. ♦

-a cantidad de muestra tam*i:n es muy importante tener en cuenta ya ue :sta de*e ser representativa del estrato a e5aminar. ♦

Jl e5traer la muestra de la calicata se de*e tener mucho cuidado de no alterar su humedad mediante el uso de guantes y colocar en *olsas de plástico *ien cerradas con su respectiva tarjeta. ♦

?



DENSIDAD DE !A MASA 1. OBJETIVOS Conocer y entender la relación de los tres elementos ue componen una muestra de suelo con el volumen ue ocupan. ♦

♦

Determinación en gr;cm& de la masa de suelo.

2. EQUIPO ♦


♦


♦

Naso para sumergir la muestra.

♦

'uantes y parafina.

♦

Cocina.

♦

tros ( espátulas cuchillos).

3. INFORMACIN PRE!IMINAR Cuando ha*lamos de la densidad de la masa estamos ha*lando de la relación ue e5iste entre el peso de la muestra de suelo y su volumen total lo cual incluye las & fases del suelo,

N-+7 D -J 7J6J

!

'aseoso -íuido 6ólido

6 D -J 7J6J.



-a densidad o el peso específico del suelo no es igual al de sus partículas sólidas sino ue varía en función a la cantidad de vacíos ue posea la masa del suelo0 y siempre será menor ue el peso específico de las partículas sólidas los valores oscilan entre 1.G a < gr;cm&.

". PROCEDIMIENTO E#PERIMENTA! ♦

odemos encontrar la densidad de la masa por dos m:todos ,

6i el suelo es uniforme y de consistencia plástica semi#sólida o sólida se puede tallar una muestra dándole una forma geom:trica conocida hallamos su peso y lo dividimos entre el volumen. ♦

H J γ m

=

ω masa V masa

n caso de ser una muestra irregular por tener partículas de diversos tama8os entonces se de*erá e5traer una muestra inalterada o*teniendo su peso. ♦

+na ve% ue se a pesado se cu*re la muestra con parafina para poder proteger la estructura de la masa de suelo. Nolvemos a pesar muestra " parafina. ♦

♦

6umergimos la muestra y o*tenemos su peso en estado sumergido.

♦

5. RE$ISTRO DE DATOS % RESU!TADOS

G


UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL PESO ESPECIFICO DE LA MASA ó DENS IDAD DE LA MASA

(.) DAT*S 1 2 3 4 5 6 7 8

PS* D ,A M-ST/A A, A(/ /. PS* D ,A M-ST/A + PA/A0(NA /. PS* D ,A M-ST/A S-M/(DA + PA/A0(NA /. PS* D ,A PA/A0(NA /.2)1 *,-MN T*TA, D M-ST/A D S-,*  PA/A0(NA "M3.2)3

PS* SP"0("* D ,A PA/A0(NA /"M3 *,-MN D ,A PA/A0(NA "" 46 *,-MN D ,A M-ST/A "M3.5)7

M1

M2

318.4 335.5 119.5 17.1 216 .92 18.59 197.41

615 649 232 34 417 .92 36.96 38.4

1.61

1.62

II.- RESULTADOS

1 2

PS* SP"(0("* D MASA P..M./"M3 18

1.62

PROMEDO !R"CM#

PESO ESPECFICO DE !OS S!IDOS 1. OBJETIVOS ♦

*tener la relación entre el peso de los sólidos so*re el volumen ue

ocupan. ♦

Determinación en gr;cm& de los sólidos de una masa de suelo.

2. EQUIPO ♦

icnómetro de 1 a !cc. de capacidad.

♦

ro*eta de ! a 1ml.

♦


♦


♦

9ermómetro graduado de M! a 1!grados centígrados.

♦

ipeta.

♦

$a8o de agua 7aría.

♦

tros (*andejas taras franela guantes de as*esto).

3. INFORMACIN PRE!IMINAR l peso específico de los sólidos es la relación ue e5iste entre el peso de las partículas sólidas y su volumen ue ocupan ue es fundamental para cálculos @



posteriores de los asentamientos y otras relaciones volum:tricas de la masa de suelo. -os valores se sit/an entre <.G a <.B gr;cm&. s e5presado por el sím*olo L γ s

N-+7> D -6 6O-=D6

γ S

=

6ólido

6 D -6 6O-=D6.

W sólidos V sólidos

". PROCEDIMIENTO E#PERIMENTA! odemos tener muestras con partículas finas y tam*i:n mayores al tami%a >ro. B en este caso se de*e tami%ar la muestra de suelo por dicho tami% y reali%ar por separado los ensayos de peso específico de los sólidos tal como se detalla a continuación, ♦

♦

J4J J49PC+-J6 7JQ46 J- 9J7=R >4. B M J697 C

1<@ Cantidad de la muestra depende del tama8o má5imo ue :sta posea tal como se muestra en la siguiente ta*la, ♦

♦

+na ve% ue se o*tiene la cantidad de la muestra para evitar la adherencia del material fino se lavará la muestra a trav:s del tami% >ro. B y dejarlo en una cu*eta por espacio de
+na ve% saturado se seca la superficie de la muestra con un pa8o de franela para dejarlo en estado saturado superficialmente seco. ♦

Colocar agua destilada en la pro*eta hasta un volumen e5acto (anotar la lectura de la pro*eta) ♦

B



-ecturar el volumen. Jgua destilada

=ntroducir la muestra con mucho cuidado y colocar la pro*eta en una superficie plana para leer el volumen total. ♦

-ecturar el volumen final artículas sólidas

+na ve% lecturado el volumen colocar la muestra en una *andeja y dejarlo secar al horno por
or /ltimo se o*tiene el peso de la muestra seca.

♦

RE$ISTRO DE DATOS % RESU!TADOS

PESO ESPEC IFIC O DE LOS S ÓLIDOS R ET. NRO. 8 I.- DATOS

1 2 3 4 5

814.4 819.8 3 61 31

PS D ,A M-ST/A S"ADA A, H/N /. PS D ,A M-ST/A SAT-/ADA S-P/0("(A,MNT S"A /. +,-MN N ,A (N("(A, N ,A P/;TA "" +,-MN N ,A 0(NA, N ,A P/;TA "". +,-MN D ,A M-ST/A "". 4)3 II.- RESULTADOS

6 7 8 9 1

A

PS SP"(0(" D ,S S,(DS P..S. 13 /"M3 TMP/AT-/A D, A-A ". 0A"T/ D "//""(N : TA;,A 1 A, 0(NA, PS SP"(0(" D ,S S,(DS "//(D P..S. 6*8 /"M3 /A+DAD SP"0("A /,AT(+A D ,S S,(DS9 $co de? agua@1grcm3

2.63 23" .9993 2.6253 2.6253



J4J J49PC+-J6 7>46 J- 9J7=R >4. B M J697 D

♦

B!?. 6e de*e o*tener una cantidad mínima de muestra dependiendo de la capacidad del picnómetro tal como se muestra en la ta*la, ♦

+na ve% o*tenida la cantidad de muestra se coloca en una *andeja o tara y se deja secar en el horno por
Colocar la muestra en el picnómetro y llenar con agua destilada hasta la tercera parte del volumen del picnómetro. ♦

5traer el aire atrapado entre las partículas sólidas pudiendo reali%ar esta operación con una *om*a de vacíos o colocando el picnómetro en *a8o maría o so*re un mechero o removiendo constantemente. ♦

+na ve% ue se han eliminado los vacíos llenar con una pipeta hasta el volumen indicado en el picnómetro y o*tener su peso. ♦

RE$ISTRO DE DATOS % RESU!TADOS 1.# Heso de la muestra seca " eso del icnómetro r <.# Heso de la muestra " eso del icnómetro " a ua r &.# Heso del a ua L <#1 r ?.# Heso del Hicnómetro r !.# Heso de la muestra secada al horno r 1#? G.# Nolumen del icnómetro cc @.# Nolumen de los sólidos L G#& cc B.# Heso es ecífico de los sólidos L! ;@ A.# 9em eratura del a ua SC 1.# Nalor de E 21 ta*la1 11.# Heso es ecífico corre ido or 9em eratura LB21 1<.# 'ravedad es ecífica relativa de los sólidos 's L 11;

$co de? agua@1grcm3

1

1<@.A@ &1?.< 1BG.<& A?.?G &&.!1 < 1&.@@ <.?&&!!11AB 1G 1.@ <.?&!


2l volumen del picnómetro puede variar de <cc
J6 G Nolumen del icnómetroL<cc

J6 1 eso de sólidos"picnómetroL1<@.A@gr.

J6 < eso de agua " sólidos " picnómetroL &1?.<gr. ara o*tener el volumen de los sólidos, el paso < M el paso 1 nos dará el peso del agua ue será igual a su volumen considerando ue el peso específico del agua es 1gr;cm& ntonces si resto el volumen del picnómetro M el volumen ocupado por el agua0 entonces nos dará el volumen de los sólidos.

OBSERVACIN: 1. n caso de contar con un suelo con partículas mayores y menores al tami% >ro. B entonces se de*erá hallar la gravedad específica de los sólidos de la muestra con la siguiente e5presión,

G

1 =

3 Pasantedel Nro.B Gs

3 4e tenidoenel Nro.B +

Gs

TAB!A 1

11



ENSA%O DE AN!ISIS $RANU!OMETRICO DE UN SUE!O POR TAMI/ADO ASTM D"22 1. OBJETIVOS Jduirir criterio para poder tener una clasificación de tipo cualitativo y cuantitativo del tipo de suelo seg/n sus características volum:tricas por tama8os. ♦

oder clasificar un suelo seg/n los tama8os de sus partículas determinar ue grupos comprenden a los suelos gruesos y ue grupos a los suelos finos poder estimar si el suelo esta mal o *ien graduado. ♦

2. EQUIPO % MATERIA!ES 7allas estándar de, & <1;<<11;< 1 1;<&;B >ro.? >ro.B >ro.1 >ro.< >ro.? >ro.G >ro.B >ro.1 >ro.< y ca%olete. ♦

♦

$alan%a de precisión a .1gr.

♦

Horno (de 1! a 11grados centígrados)

♦

$andejas.

♦

Cepillo y *rocha

3. INFORMACIN PRE!IMINAR. -a clasificación de los suelos siempre era *asado en conceptos muy su*jetivos tales como por el color forma etc hasta ue se acudió al m:todo granulom:trico es decir o*tener una clasificación por el tama8o de sus partículas tami%adas por una serie de mallas ue nos permitía ver la graduación del suelo. ste análisis mecánico nos permite determinar los porcentajes de piedra grava arena limo y arcilla ue presenta un suelo. 6e aclara ue si el suelo tiene un alto porcentaje ue pasa la malla >ro. < entonces se de*erá recurrir a otros m:todos de análisis para poder separar sus partículas como por ejemplo los m:todos de sedimentación. Con la distri*ución de partículas o*tenidas por el empleo de tamices se puede ela*orar una curva granulom:trica representados so*re un papel semilogarítmico cuyos porcentajes graficados son acumulativos del material ue pasa cada malla.

1<



Con los datos o*tenidos mediante cálculos y en gráfico se puede tam*i:n o*tener < coeficientes de importancia como son el coeficiente de uniformidad y el coeficiente de curvatura. Coeficiente de uniformidad.# s la relación de DG;D1 donde DG es el diámetro correspondiente donde el material a pasado el G3 y igual para el D1 aun mas fino. 9eniendo como datos ue este coeficiente es mayor de ? en las gravas y me%clas gravosas y es mayor de G en los suelos arenosos o me%clas areno#gravosas. Coeficiente de Curvatura.# s la relación (D&)<;(D12DG)0 el coeficiente de curvatura nos permite ver la graduación de un suelo es así ue si este coeficiente esta entre 1 y & es un suelo *ien graduado.

". PROCEDIMIENTO E#PERIMENTA! 6ecar el material a temperatura constante como mínimo a 1!grados y má5imo a 11grados centígrados la cantidad de muestra depende del tipo de suelo considerando los siguientes parámetros, ♦

D('4,+ +(* ' *8 ),4;*8 (8 Grande !! "#$&' 95 38B 196 CB 257 1B 375 1 B 5 2B 75 3B

P'8+ ((+ ),+<(+ ' * )+,= Gra!() & 5 1 2 3 4 5

+na ve% ue tenga un valor constante en su peso se registra este dato como peso del suelo seco antes de lavar. ♦

-uego se lava el material pasándolo a trav:s del tami% >ro. < hasta ue el agua este totalmente clara. ♦

+na ve% concluida esta operación se lleva al horno por un tiempo mínimo de
or /ltimo se tami%a por todo el juego de tamices0 pesando el material retenido en cada uno de ellos teniendo cuidado de sacar el material ue uedan incrustados en el tami%. ♦

or /ltimo se reali%an los cálculos correspondientes para hallar la curva granulom:trica. ♦

5. RE$ISTRO DE DATOS % RESU!TADOS V7-1 1&



PESOS INICIALES: 1.- PESO DE BANDEJA……………………………………………………:500gr. 2.- PESO DE BANDEJA + MUESTRA SECA ANTES DE LAVAR……..…….: 6655gr.

4.- PESO DEMUESTRA SECA ANTES DE LAVAR.(2-1)…...…………….: 6155!. 5.- PESO DE BANDEJA + MUESTRA SECA DESPUES DE LAVAR…….…..: 6195gr .

6.- PESO DE MUESTRA SECA DESPUES DE LAVAR(5-4)……………...: 56"5!. *.- +ESO DE MATERIAL ,UE A +ASADO LA MALLA NRO. 2 "4-/' 0 4/GR TAMICES

AERTURA

!! 76.2 63.5 5.6 38.1 25.4 19.5 12.7 9.525 6.35 4.76 2.38 2. 1.19 .84 .59 .42 .3 .25 .18 .149 .74 ASE TOTAL % +ERDIDA

ASTM

3B 2 12B 2B 1 12B 1B 34B 12B 38B 14B No4 No8 No1 No16 No2 No3 No4 No 5 No6 No8 No1 No2

.

+ESO

+ESO RET.

%RETENIDO

%RETENIDO

% ,UE

CORREGIDO

+ARCIAL

ACUMULADO

+ASA

. 3.46 1.44 13.83

. 3.46 13.9 27.73

1. 9/.4 8/.1 *2.2*

16.7 569. 389.

. 197. 594. 787. . 16.7 569. 389.

17.69 1. 6.84

45.42 55.42 62.26

4.8 44.8 3*.*4

1398.

142.5

24.57

86.82

13.18

454.

454.

7.98

94.8

.2

11.

11.

1.93

96.73

3.2*

66. 47.5 71. 1.3 569.5

66. 47.5 71. 461.3 6155.

1.16 .83 1.25 .2 1.

97.89 98.73 99.98 1.

2.11 1.2* .2 .

RETENIDO

. 197. 594. 787.

.8'

.a * c d e C*;*+ ' > P?, 6umamos los pesos retenidos en los tamices L!GA.!gr. ero este peso de*e ser igual el eso de la muestra seca despu:s de lavar(!GA!gr.) por lo ue e5iste una cantidad de material ue se ha perdido en el proceso de tami%ado0 este error es igual a , .',,+, L !GA!#!GA.!L?.!gr. or lo tanto es un error por defecto.

>P?,L ?.!gr 5 1 L .B3 !GA!gr sto uiere decir ue se de*e compensar este peso sumando en los tamices finos a partir del tami% >ro. ? de mayor retenido. or lo tanto por ser una cantidad peue8a se sumará al tami% >ro.1.(Ner columna de peso retenido corregido) 2uede e5istir error por e5ceso en caso ue los tamices no est:n muy limpios en este caso se de*erá corregir restando el error. .@

C+()'8= '* (4',* ;' )8+ )+, '* 4( N,+.200 ' '* ),+'8+ ' *+

1?



6e de*e de compensar la cantidad de material ue ha pasado el tami% >ro. < en el proceso de lavado ya ue esta cantidad es parte de mi muestra total0 por lo tanto la suma de mi muestra total de*e ser igual a L G1!! gr. E4+'8 8;(,'(+8  * @8': 1.30,"60,  "61.30,.

.

.

.'

P+,'4&' ,'4'+ ),* +na ve% corregido los pesos retenidos se procede a hallar el porcentaje retenido por cada tami%: E&(. T( 1 G 6i G1!!gr.##############13 1A@gr ############## W W L &.?G3 P+,'4&' ,'4'+ ;(;*+ 6e procede a sumar los porcentajes retenidos en cada tami% de la siguiente manera, E&(. T( 1 G  "&.?G3."6> T( 1  "&.?G"1.??  13.90> T( 3"  "&.?G"1.?? " 1&.B&  27.73> hasta la *ase. P+,'4&' ;' )8 or /ltimo se halla el porcentaje ue pasa, este valor es muy importante para poder graficar la curva granulom:trica. ara este paso se resta 13 # los orcentajes retenidos acumulados. E&(. T( 2 : 6i ha retenido 3 ntonces ha pasado el 13 T( 1 G: 6i ha retenido &.?G3 ntonces ha pasado 1 M &.?G3  96.5"> T( 1 : 6i ha retenido 1&.A3 hasta este tami%. ntonces ha pasado 13 M 1&.A3  6.10> 4eali%ar esta operación hasta la *ase. +na ve% reali%ado este procedimiento continuamos con graficar la curva granulom:trica. n el eje de las a*scisas en escala 6emilogarítmica se grafican los tamices (sus diámetros). 6e utili%a esta escala por la diversidad de tama8os de las partículas para poder o*servar de manera mas clara la curva granulom:trica. n el eje de las ordenadas en escala natural se grafican los porcentajes ue pasan.

1!



1G



CUR3A GRANULOMETRICA MALLAS U.S. STANDARD 321!2 2 11!2

1 3!"

1!2 3!#

1!" N"

# 10

16

20

30

"0

50 60

#0 100

200

100 90

CURVA $RANULOMETRICA

#0

O S E + N E A S A + E U ,

%

$0 60 50 "0 30 20 10 0

TAMA #O DEL $RANO E N %%

1@



ENSA%OS PARA DETERMINAR !OS !IMITES DE CONSISTENCIA 1.- OBJETIVOS Determinar los límites de consistencia de los suelos finos y entender el grado de cohesión de las partículas y su resistencia a auellas fuer%as e5teriores ue tienden a deformar o destruir su compacidad. ♦

oder o*servar los diferentes estados del suelo al pasar por distintos contenidos de humedad. ♦

2.- INTRODUCCIN n la mecánica de suelos se tiene la necesidad de poder darle una clasificación mas acertada a un suelo seg/n sus características esto no se podía o*tener solo con el ensayo granulom:trico ya ue se o*serva*a un comportamiento particular en los suelos finos :stos varia*an su consistencia en función al contenido de humedad ue poseían. s por lo ue mediante el tra*ajo de Jtter*erg y Casagrande se pudo definir los estados de consistencia de un suelo y los límites de consistencia de los mismos. J continuación se muestra un diagrama,

69JD -PX+=D -P7=9 -PX+=D(--) 69JD -Y69=C

69JD 67=6O-=D

-P7=9 -Y69=C(-)

H+7DJD C4C=>9

-P7=9 D C>94JCC=O> -C)

69JD 6O-=D

1B



6e de*e tener en cuenta ue el comportamiento de los suelos finos depende de su estructura por ejemplo en el caso de arcillas estas presentan un comportamiento particular como es la plasticidad de*ido a su estructura laminar y sus propiedades físico#uímicas más no así en los limos ue al aumentar el porcentaje de humedad rompe la adherencia entre sus partículas. 6eg/n Jtter*erg un suelo fino puede pasar por los siguientes estados de consistencia cuando el agua es decreciente entre sus partículas, stado -íuido, Xue presenta propiedades y apariencia de una suspensión ♦

♦

stado 6emilíuido, resenta propiedades de un fluido viscoso como

lodo. stado lástico, l suelo es capa% de soportar deformaciones rápidas sin desmoronarse ni agrietarse. ♦

stado 6emisólido, l suelo aun puede disminuir su volumen aun cuenta con porcentaje de humedad *ajo. ♦

stado 6ólido, l volumen del suelo ya no varía no presenta porcentaje de humedad. ♦

Q los límites de consistencia ue vienen a ser la frontera de humedad entre dos estados de consistencia

!IMITE !IQUIDO: NORMA : NTP 339.130K ASTM D "23

1. OBJETIVO *tener el contenido de humedad e5presado en porcentaje 3 cuando :ste se halle en el límite entre el estado plástico y el estado semilíuido.

2. INFORMACIN PRE!IMINAR -a frontera entre el estado semilíuido y plástico se denomina -=7=9 -=X+=D ue se calcula o se o*tiene utili%ando una copa de casagrande de *ronce con dimensiones especificadas con un tacón adherido unidos por un eje el cual al girar hace ue la copa caiga periódicamente golpeando contra la *ase del dispositivo ue es de hule cuya altura de caída es de 1cm tam*i:n especificado. 6e coloca el suelo y se procede a hacerle una ranura trape%oidal. l contenido de humedad con el ue se produce el cierre de la ranura e5actamente a los
1mm

1A



3. EQUIPO % MATERIA!ES ♦

9ami% >ro. ?

♦

Cuchara de Casagrande

♦

4anurador J697

♦


♦

Com*a de goma

♦

$andejas y vasija de porcelana.

♦

Cápsulas para hallar el contenido de humedad

♦

Horno a temperatura constante(1! a 11grados centígrados)

♦

nvase de porcelana

♦

spátula

". PROCEDIMIENTO E#PERIMENTA! 9ami%ar nuestra muestra de suelo so*re la *andeja0 por el tami% >ro. ? previo secado de este material al aire li*re se usa el material ue pasa el tami% si e5iste presencia de grumos estos se de*erán desmenu%ar con la com*a de goma hasta o*tener una muestra de & gr. ♦

6e coloca apro5imadamente 1gr. De muestra en el envase de porcelana y huemedecerlo con agua destilada por
6e de*e reali%ar la respectiva cali*ración a la cuchara de Casagrande en su altura de caída para no incurrir en errores este ajuste se reali%a con la parte posterior del ranurador. n el ranurador evitar ue la ranura sea mayor de 1&mm. ♦

-uego colocar una porción de esta pasta en la cuchara de Casagrande con un espesor má5imo de 1cm evitando la formación de *ur*ujas en el interior de la masa. ♦

Hacer la ranura correspondiente con velocidad constante0 ca*e mencionar ue el ranurador se de*e mantener en todo el recorrido normal a la superficie interior de la cuchara. ♦

Jcciónese la copa a ra%ón de < golpes por segundo contando el n/mero de golpes necesario para ue la parte inferior del talud de la ranura se una al otro lado en un ancho de 1;< pulg. con un n/mero mínimo de 1! golpes y un má5imo de &!. ♦

<



-uego coger una muestra de esa unión y colocar en una cápsula para poder calcular su contenido de humedad se de*e reali%ar ? prue*as < antes de
OBSERVACIN.- l ensayo se puede alterar por las siguientes ra%ones ,    

5cesivo tiempo para reali%ar el ensayo por punto. Contenido de humedad al iniciar la prue*a. Jdicionar suelo seco a la muestra preparada. >o humedecer la muestra
5. RE$ISTRO DE DATOS % RESU!TADOS LÍMITE LÍQUIDO

<1

ENSAO

No

1

2

3

4

CA+SULA

No

0

1)/

,)7

0

CA+SULA 5 SUELO UMEDO

gr.

28.5

25.57

24.82

29.76

CA+SULA 5 SUELO SECO

gr.

25.7

23.49

22.56

26.4

AGUA

gr.

2.35

2.8

2.26

3.36

+ESO DE LA CA+SULA

gr.

1.85

1.88

1.92

11.1

+ESO DEL SUELO SECO

gr.

14.85

12.61

11.64

15.3

CONTENIDO DE UMEDAD

'

1.82%

1/.49%

19.42%

21.9/%

NUMERO DE GOL+ES

N

31

27

22

18



1. 'raficamos0 en el eje de las a*scisas en escala semilogarítmica el n/mero de 'olpes0 y en el eje de las ordenadas el contenido de humedad a escala natural. s necesario recalcar ue la escala del contenido de humedad variará en función a los datos o*tenidos no siempre empe%ará de . <. +*icamos los ? puntos en la gráfica y procedemos a unir los dos puntos antes de los L
P+, *+ 44+ '* !MITE !QUIDO ES: 17.9> !IMITE P!ASTICOK NORMA : ASTM D "2" l límite plástico viene a ser el contenido de humedad más *ajo con el cual el suelo pasa de un estado plástico a un estado semisólido sin más posi*ilidad de poder deformarse.

1. OBJETIVO Hallar el contenido de humedad e5presado en porcentaje cuando :ste se halle en el límite entre el estado plástico y el estado semisólido del suelo.

2. EQUIPO % MATERIA!ES ♦

9ami% >ro. ?

♦

Nidrio esmerilado

♦


♦

Com*a de goma

♦

$andeja

♦

Cápsulas para hallar el contenido de humedad

♦

Horno a temperatura constante(1! a 11grados centígrados)

♦

nvase de porcelana

♦

spátula

6. PROCEDIMIENTO E#PERIMENTA! <<



6e toma una peue8a cantidad de muestra para formar cilindros de &mm de espesor de preferencia utili%ar el mismo material ya preparado para el limite líuido ♦

6e forma una esfera presionándola contra el vidrio esmerilado haci:ndola rotar con la palma de la mano formando cilindros hasta llegar a un espesor de &mm. hasta ue falle a una velocidad constante y se note la presencia de fisuras en su superficie. ♦

+na ve% ue llega a este estado se halla el contenido de humedad.

♦

sta operación de*e repetirse como mínimo por & muestras para poder o*tener un resultado satisfactorio promediando los resultados más cercanos. ♦

OBSERVACIN.6i se ha llegado a o*tener los &mm y la muestra no ha presentado fisuras ni se ha desmoronado se vuelve a juntar la muestra y repetir el proceso.

7. RE$ISTRO DE DATOS % RESU!TADOS ENSAO

No

CA+SULA

No

CA+SULA 5 SUELO UMEDO

gr.

CA+SULA 5 SUELO SECO

gr.

AGUA

gr.

+ESO DE LA CA+SULA

gr.

+ESO DEL SUELO SECO

gr.

LIMITE +LASTICO

'

1 3 19.48 19.33 .15 18.23 1.1 13./4%

2 2 23.64 23.45 .19 21.94 1.51 12.8%

3 6 27.56 26.9 .66 21.95 4.95 13.33%

*tenemos el contenido de humedad de cada muestra y en este ensayo de*e e5istir entre muestras má5imo 13 de diferencia ya ue es un dato importante para hallar el =>D=C D -J69=C=DJD. n este caso promediamos --L1&.G?"1<.!B"1&.&& & or lo tanto el límite plástico de la muestra es1&.1B3.

AP!ICACIONES DE !OS !MITES DE CONSISTENCIA 1.- INDICE DE P!ASTICIDAD.  !.!. L!.P. PLASTICIDAD

N+

-igeramente 7ediana Jlta <&

INDICE PLASTICO #& ?#1! 1!#& Z &

RESISTENCIA AL ESTADO SECO 7uy $aja -igera 7ediana Jlta ING. TANIA ZAPATA COACALLA


2.- ACTIVIDAD  I.P>0.002MM SUELO FINO

7ontmorillonita =llita Caolinita

ACTIVIDAD 1#@ .!#1 .!

3.- INDICE DE !IQUIDE/ > - !.P.!.!. L !.P. INDICE DE LIQUIDEZ [[1 Z1

INTERPRETACIÓN > W=69 -='4 D =>69J$=-=DJD -='4 9>C=J- D =>69J$=-=DJD




Manual Suelos i Labf Tania

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