UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Departamento Académico de Mecánica de Suelos
Informe de Laboratorio Nº 2 Tema: ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO CURSO
: MECÁNICA DE SUELOS I
CÓDIGO Y SECCIÓN
: EC 511 - G
PROFESORA
: ING. LUISA SHUAN LUCAS
INTEGRANTES: 1. CAUC CAUCHO HOSS ANC ANCCA CASI SI,, Jos Josee 2. CCAM CCAMA A FL FLOR ORES ES,, Davi David d
3. ME MEDI DINA NA GUT GUTAR ARRA RA,, Paolo Paolo 4. RAMÍ RAMÍRE REZZ AYU AYUQU QUE, E, Omar Omar 5. ROSA ROSARIO RIO OSOR OSORIO, IO, Chr Chris isti tian an 6. SA SARM RMIEN IENTO TO SALDA SALDAÑA ÑA,, Renzo Renzo 7. ZA ZANA NABR BRIA IA ARO ARONE NES, S, Carl Carlos os
Fecha de de Presentación: Presentación: 09 de octubre del 2014
Nota Informe
Nota Test
Nota Final
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1. OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA
Mostrar los métodos explicados en clase en los laboratorios para que de esa manera se complemente y así obtener un mejor aprendizaje.
Aprender el método de tamizado por mallas, determinar la distribución de tamaños de las partículas del suelo y determinar los porcentajes de suelo (% retenido) que pasan por los distintos tamices hasta la malla N° 200 para obtener la curva granulométrica.
Calcular el porcentaje de gravas, arenas y finos en la muestra.
Determinar los diámetros D 10, D30 y D60; y los parámetros coeficiente de uniformidad (Cu) y coeficiente de curvatura (Cc).
Aprender el método por sedimentación para el cálculo de arcillas y limos, sumamente importante para lo que viene a ser la compactación de suelos y cimentaciones.
Que el alumno sea capaz de realizar estos ejercicios del laboratorio en el campo.
2. BREVE DESCRIPCIÓN DEL ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO - Consiste en determinar los diferentes tamaños de partículas que tiene un suelo en función de su peso total expresado en porcentaje (%). -Se hace pasar las partículas por una serie de mallas de distintos anchos de entramado (a modo de coladores) que actúen como filtros de los granos que se llama comúnmente columna de tamices. - En la parte superior, donde se encuentra el tamiz de mayor diámetro, se agrega el material original (suelo o sedimento mezclado) y la columna de tamices se somete a vibración y movimientos rotatorios intensos en una máquina especial. - Luego de algunos minutos, se retiran los tamices y se desensamblan, tomando por separado los pesos de material retenido en cada uno de ellos y que, en su suma, deben corresponder al peso total del material que inicialmente se colocó en la columna de tamices. Este ensayo es beneficioso porque nos ayuda para: Clasificar el suelo por sistema SUCS, AASTHO y FAA. Mezcla de suelos. Diseño de filtros. Determinación de la permeabilidad en suelos granulares. Análisis de cantera. Verificar los requerimientos de diferentes proyectos: Carreteras ( capa base, sub base, concreto asfaltico: granulometría del agregado grueso y fino).
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ENSAYO DE LABORATORIO 1. Equipos Juego de tamices ( De la malla 3” a la malla N° 200). Una balanza digital. Horno de secado. Brocha chica y escobilla chica.
2. Procedimento La muestra original se coloca al horno de secado a una temperatura durante 24 horas. Se pesa y anota.
100 °C ± 5 °C
Esta muestra secada en el horno se lava en la malla Nº 200, colocándose al horno nuevamente, este paso se realiza para eliminar los finos y evitar que al momento de sarandear con los tamices la muestra de suelo no forme polvo. Se pesa y anota. En el caso de nuestro laboratorio, ya se habia hecho los dos primeros pasos para ahorar tiempo por que tomaria dos dias hacer estos pasos. Luego colocar la muestra lavada secada desde la malla 3” a la malla N° 200. Empezar a sarandear, luego pesar lo retenido en cada malla (para las mallas menores se require de la ayuda de una escobilla chica o una brocha chica, es que las particulas se quedan en las mallas). En el caso de nuestro laboratorio, se hizo en dos partes primero d e la malla 3” a la malla N° 4, luego de la malla N° 4 a la malla N° 200. Por que no se conto con una maquina de sarandear, asi que el sarandeo fue con las manos. Sumar todos los pesos retenidos en los tamices y compararlo con el peso lavado seco vertido. También se halla el resto de finos al restar el peso lavado seco menos el peso del suelo secado al horno.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Verificar el error dividiendo: el peso lavado seco menos la sumatoria entre el peso lavado seco. El error deberá ser menor al 1%.
− ∑ ≤ 1%
Sumar o restar el error (según sea el caso) en la malla con mayor peso retenido. Calcular el porcentaje retenido en cada malla, el porcentaje acumulado retenido y el porcentaje acumulado que pasa. Dibujar la curva granulométrica. Después de esto se puede hallar el coeficiente de curvatura y el coeficiente de uniformidad.
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CALCULOS Y RESULTADOS
Muestra seca al horno (W) = 2366,7 Muestra lavada y seca al horno(W o) = 2252,1
TAMIZ
ABETURA(mm)
PESO RETENIDO(g)
PESO RETENIDO COMPENSADO
3'' 2'' 1 1/2” 1'' 3/4'' 1/2'' 3/8'' 1/4'' Nº 4 Nº 10 Nº 20 Nº 30 Nº 40 Nº 60 Nº 100 Nº 200 PLATILLO W-WO
76.200 50.300 38.100 25.400 19.050 12.700 9.525 6.350 4.760 2.000 0.840 0.590 0.426 0.250 0.149 0.074
0.000 0.000 436.9 395.0 199.2 237.0 123.6 135.2 89.5 195.9 161.2 76.8 77.8 78.0 31.5 13.9 0.5 114,6
0.000 0.000 437.0 395.0 199.2 237.0 123.6 135.2 89.5 195.9 161.2 76.8 77.8 78.0 31.5 13.9 0.5
= 2252,1− 2252 = 0,1 Este error la compensación se le añade al que tiene mayor retenido este caso 1 1/2'' Verificar el error dividiendo: el peso lavado seco menos la sumatoria entre el peso lavado seco. E l err or deberá ser menor al 1%.
− ∑ ≤ 1% 2252) ∗ 100 % = (2252.1− 2252.1 % = 0.004 LABORATORIO N° 1 – MECANICA DE SUELOS l
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TAMIZ
ABETURA(mm)
3'' 2'' 1 ½” 1'' 3/4'' 1/2'' 3/8'' 1/4'' Nº 4 Nº 10 Nº 20 Nº 30 Nº 40 Nº 60 Nº 100 Nº 200 PLATILLO W-WO
76.200 50.300 38.100 25.400 19.050 12.700 9.525 6.350 4.760 2.000 0.840 0.590 0.426 0.250 0.149 0.074
PESO RETENIDO(g) 0.000 0.000 436.9 395.0 199.2 237.0 123.6 135.2 89.5 195.9 161.2 76.8 77.8 78.0 31.5 13.9 0.5 114,6
% PARCIAL RETENIDO 0,00 0,00 18,46 16,69 8,42 10,01 5,22 5,71 3,78 8,28 6,81 3,25 3,29 3,30 1,33 0,59 4,86
% ACUMULADO RETENIDO PASADO 0,00 100 0,00 100 18,46 81,54 35,15 64,85 43,57 56,43 53,59 46,41 58,81 41,19 64,52 35,48 68,30 31,70 76,58 23,42 83,39 16,61 86,64 13,36 89,92 10,08 93,22 6,78 94,55 5,45 95,14 4,86 100,00 0,00
En base a los resultados obtenidos podemos hallar el porcentaje de grava, arena y finos que contiene la muestra.
%Grava = %acumulado retenido en la mlla N°4 = 68.30%
%Arena = %Pasa N°4- %Pasa N°200= 31,70 – 4,86=26.84%
%Finos = %Pasa N°200= 4.86%
Para hallar calcular C c y Cu.
=
= LABORATORIO N° 1 – MECANICA DE SUELOS l
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Bueno para poder hallar
, debemos de trazar la grafica, de esta grafica se
obtendra los datos antes dicho en nuestro caso haciendo una interpolacion basica de acuerdo a los diametros de los tamizes.
De lo cual obtuvimos:
= 21.166 = 4.193 = 0.422 4.193 = = 0.422 ∗ 21.166
= 1.968 = = 21.166 0.422 = 50.156 Según la grafica podemos observar que el suelo parece estar bien graduado,un poco discontinuo; ademas el Cc se encuentra entre 1 y 3
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Interpretacion:
El error es menor que el 1% el cual indicara que nuestro pocedimiento esta bien hecho.
La %grava es 68,30% el indicara que 1616.45 gr
La %arenaes 26.84% el cual indicara 635.22 gr
El %finos es 4.86% el cual indicara 115.1 gr
Se ve ademas un amplio margen de tamaños de particulas y tambien cantidades apreciables de cada tamaño
De los resultados obtenidos por las muestras dadas concluimos que la muestraanalizada presenta un mayor porcentaje de arenas, un menor porcentaje de gravas y un porcentaje de limos y arcillas muy pequeños.
La compensación de la diferencia de pesos se hará de manera arbitraria pues nohay una regla fija de compensación.
Una curva granulométrica representa solamente una aproximación a una situaciónque en la realidad no se da. Quizá sea debido a varios factores entre los cuáles se puede mencionar: la forma no muy estadística de obtener la muestra representativa (lacuál se hace solamente de manera empírica por medio del cuarteo), la presencia deimpurezas en el suelo que se pueden unir a partes más pequeñas del suelo aumentandoasí su tamaño, el suponer que las partículas son de forma rectangular (como lasdivisiones de las mallas) impidiendo el paso de partículas de forma irregular y elhecho de limitar la cantidad de tamices, a sabiendas de la diversidad de formas de lamasa de suelo. (algo obviamente incorregible, sino hablaríamos de infinitas mallas)
3. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR SEDIMENTACIÓN El análisis hidrométrico se usa para obtener un estimado de la distribución en base a la ley de Stokes, es un metodo ampliamente utilizado en suelos cuyas partículas se encuentran desde la malla N°200 (0.075mm) hasta alrededor de 0.001mm, es decir, suelos finos. Los datos se presentan en un gráfico semilogarítmico y puede combinarse con los datos obtenidos en el análisis mecánico del material retenido, osea mayor que el tamiz N°200 ( u otro tamaño). El hidrómetro se usa para determinar el porcentaje de partículas de suelos dispersados, que permanecen en suspensión en un determinado tiempo.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL El principal objetivo del análisis de hidrómetro es obtener el porcentaje de arcilla (porcentaje más fino que 0.002mm)
EQUIPOS Y HERRAMIENTAS A USAR:
Balanza
Tamiz Nº 10
Aparato agitador
Hidrómetro 152H
Probeta de 1000 ml.
Agente dispersivo (Hexa Metafosfato de Sodio NaPO3
Termómetro
Cronómetro
PROCEDIMIENTO
Se toma una muestra sacada del horno y se hace pasar por la malla Nº 10, de lo que pasa de toma 50g.
Luego se combina 5 g del floculante con 125ml de agua destilada y se deja reposar hasta el día siguiente para su mejor combinación.
Luego a esta solución se le agrega los 50 g de muestra de suelo (si es arena se deja de 2 a 4 horas y si es arcilla se deja 24 horas).
Luego se le agrega 125ml más de agua y se coloca en la batidora (de 2’ a 4’ si es arena y 15’ si es arcilla).
Luego de batirlo se coloca en el cilindro de sedimentación y se completa hasta los 1000ml y se coloca el hidrómetra y se toman las lecturas del hidrómetro según el tiempo.
CÁLCULOS Y RESULTADOS Primeros datos:
Peso del suelo seco = 50g
Peso específico relativo de sólidos (Ss) = 2.73
Lectura del Hidrómetro en agua (Cm) = 1.0
Lectura del Hidrómetro en agua + defloculante (Cd) = 7.0
Hallamos el coeficiente “a”:
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1.65 = − 12.65 Entonces tenemos que: a = 0.98255 Con estos datos, ya podemos completar la tabla:
Tiempo (min) 1 2 5 10 15 30 60 240 1440
°C
Ct
Rd
Rc
P (%)
R
L(cm)
L/tiempo (cm/min)
Constante K
Diámetro (mm)
22
0.4
22
15.4
30.261
23
12.5
12.5
0.01298
0.04589123
22
0.4
19
12.4
24.366
20
13
6.5
0.01298
0.03309264
22
0.4
14.9
8.3
16.3095
15.9
13.71
2.742
0.01298
0.02149356
22
0.4
12.6
6
11.79
13.6
14.08
1.408
0.01298
0.01540196
22
0.4
12
5.4
10.611
13
14.2
0.94666667
0.01298
0.01262912
22
0.4
11.2
4.6
9.039
12.2
14.28
0.476
0.01298
0.00895526
22
0.4
10.8
4.2
8.253
11.8
14.34
0.239
0.01298
0.00634561
22
0.4
10
3.4
6.681
11
14.5
0.06041667
0.01298
0.00319046
22
0.4
8.1
1.5
2.9475
9.1
14.79
0.01027083
0.01298
0.00131546
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL 4. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES
Mediante los experimentos realizados dentro del laboratorio, pudimos observar que el suelo se divide en Fracción Granular Gruesa y Fracción Granular Fina. Al realizar un estudio profundo de estos, nos dimos cuenta de características importantes como son: La Permeabilidad y Cohesión que poseen, las cuales nos permitirán verificar que tan apto puede ser para la realización de proyectos de construcción.
El método del Tamizado fue el elegido para clasificar las muestras, debido a la facilidad y sencillez con que se realiza.
En el caso que el error sea mayor que 1% volver a hacer el procedimiento, tal vez se cometieron error en el tamizado donde se perdió material.
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 analizado puede ser usado en mezclas de asfalto o concreto. En este caso se puede utilizar como relleno en una construcción civil.
Al realizar este tipo ensayo, pueden haber factores que alteren los resultados obtenidos, es el caso a los generados por el pasaje de lo retenido en cada malla. Esta prueba se obtiene con la precisión necesaria para la aplicación segura en la ingeniería y otras áreas, y que ha sido restringida al 1% de error.
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