Informe de Suelos

INFORME COMPLETO DE LOS ENSAYOS

ÍNDICE:

        

1

UNPRG-ESCUELA PROFESIONAL DE ING. CIVIL


         

    

2



  

  

3



4



INTRODUCCIÓN La mecánica de suelos es la ciencia que investiga la naturaleza y comportamiento de la masa del suelo, formada por la unión de las partículas dispersas de variadas dimensiones, debido a la heterogénea variedad de los suelos, con diversas composiciones, propiedades físico-naturales y su interacción con las construcciones, el rol de la mecánica de suelos resulta de fundamental importancia en la ingeniaría civil.

Es por ello la necesidad de ir a campo y recolectar muestras, que luego serán analizadas en los laboratorios para determinar su naturaleza, propiedades, clasificación e interacción con otros elementos.

En este informe de práctica se detallará el proceso que se realizó en la recolección de

muestras en el lugar denominado COOVIDUM. Dado la

importancia de este proceso, ya que de ellos dependerán los resultados que obtengamos, se realizará una descripción detallada del mismo

Además se presenta en este informe el análisis de propiedades, Específicamente el análisis de contenido de humedad. Cabe resaltar que nuestros resultados dependerán mucho del proceso de muestreo y manipulación, así como un correcto uso de equipos y materiales.

5



OBJETIVOS Los objetivos para la práctica de laboratorio, fueron:



Conocer el tipo de suelo del lugar denominado COOVIDUN mediante los ensayos realizados en el laboratorio.



Hacer una calicata. Para ello se conocerá los diferentes métodos y técnicas para explorar y obtener muestras alteradas de suelos, los cuales fueron explicados en clase, así mismo se conocerá la gran importancia que tiene esta actividad en la influencia y correcta interpretación de los datos obtenidos.



Obtener muestras alteradas de manera manual mediante el uso de la pala posteadora, para ello se identificó un cambio perceptible en las propiedades del suelo, a medida que se iba excavando.



Etiquetar las muestras con tarjetas previamente preparadas, éstas servirán para su posterior identificación y evitar confundirlas.



Llevar las muestras al laboratorio para el análisis de sus diferentes propiedades.



Realizar el ensayo de contenido de humedad. Y hacer los cálculos necesarios.



Con la ayuda de la estadística graficar la curva normal de distribución normal.



Armar el registro de perforación.

6



MATERIALES Y EQUIPOS: 1.1.

EN EL CAMPO:

1.1.1 POSTEADORA: Instrumento utilizado para extraer una muestra inalterada, que consiste en tubo metálico de paredes delgadas con extremo afilado. Este tubo se fuerza dentro del terreno aplicándole una presión continuada, no con golpes.

El borde cortante de este saca muestras tiene un diámetro ligeramente menor que el interior del tubo, garantizando que la muestra pueda deslizarse libremente dentro de él sin fricción, mientras que la parte superior del tubo está dotada de una válvula de bola que evita que la muestra se salga del saca muestras mientras se extrae éste del terreno. En esta práctica no

se

obtuvieron

muestras con éste

instrumento pero se

probó su utilización.

7



1.1.2 PALAS Y PICOS: 

PALAS: Consiste en una plancha de metal u otro material resistente, sujeta a un

mango cilíndrico tan largo como para tomarlo con ambas manos y apoyarlo sobre una de las rodillas, a manera de palanca, lo cual facilita la tarea de levantar pequeñas cantidades de material. Se utilizó para para excavar y desplazar la tierra al exterior de la calicata.



PICOS: Estos instrumentos se utilizaron para romper superficies duras (tierra

seca endurecida) con su extremos puntiagudos. El gran impulso de un pico pesado combinado con pequeñas áreas de contacto le confiere notable eficacia para este propósito, así mismo para la realización del cuarteo.

8



1.1.2 WINCHA: La de 50 metros se utilizó para referenciar la ubicación de la calicata, respecto a los límites del lote midiendo la longitud correspondiente; y la de 5 metros se utilizó para medir la altura de los estratos.

1.1.3 BOLSAS PLÁSTICAS: Son bolsas de polietileno (resina termoplástica) que sirven no solo para cargar o transportar las muestras de suelo hacia el laboratorio, sino que también ayudan a resguardar dichas muestras para que no sufran cambios o defectos por el ambiente y manipuleo.

En esta parte de la práctica, se trabajó en equipo, turnándonos y distribuyendo las tareas coordinadamente. Se trabajó dos brigadas por calicata, siendo la nuestra la calicata 2 (C – 2A).

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1.1.4 RECIPIENTES: Son depósitos de aluminio, que sirve para contener las muestras, capaz de soportar temperaturas altas como la de la estufa.

1.1.5 CILINDRO MUESTREADOR: Se utiliza para tomar muestras inalteradas, en esta práctica no se utilizaron.

1.1.6 PLUMÓN INDELEBLE: Para escribir la respectiva identificación de la muestras en las bolsas de plástico.

1.1.7 PARAFINA: Se utilizó para aislar muestras del medio ambiente, evitando la pérdida de humedad, es una cera de color blanco, inodoro, carente de sabor e insoluble en el agua.

1.1.8 FÓSFORO: Se utilizó para hacer una pequeña fogata para calentar la parafina y disolverla, también se utilizó una TARRO DE METAL.

1.1.9 BROCHA: Para parafinar las muestras por capas.

10



PROCEDIMIENTO: 1. EXTRACCIÓN DE MUESTRAS: 1.1 Para la extracción de muestras nos dirigimos al lugar denominado COOVIDUM, con los materiales ya antes mencionados.

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO

COOVIDUM

1.2

Tomamos medidas de referencia respecto a los límites del terreno, a la calicata.

11



1.3

Limpieza de material superficial y excavación utilizando palanas y picos.

1.4 Identificación de estratos separándolos y tomando la medida de su profundidad a medida que se excava. La excavación se hizo tal y como se explicó en clase (escalonada), los criterios que se tuvieron para la selección de estratos, fueron el cambio de color, así como la textura y soltura del terreno, es así que se identificaron 3 posibles estratos, separándolos, para después tomar muestras de cada uno de ellos.

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1.5 Mediante cuarteo se selecciona la muestra a tomar, aproximadamente 1 Kg. Se las coloca en bolsas de plástico, con su respectiva tarjeta de identificación (etiquetas). Así mismo tomamos de cada estrato una muestra y la colocamos en los depósitos de aluminio (recipientes), las sellamos con su respectiva tapa para evitar la menor pérdida de humedad posible.

1.6 De una de las calicatas que se hicieron por brigadas, se extrajo de la calicata 3, pedacitos de terreno, esto se logra dándole forma con la palana, estas muestras deben de conservar sus características naturales.

13



1.7 Con el fósforo y material inflamable (bolsas, tallos secos) se monta una pequeña cocinita, donde se pone la lata de aluminio y la parafina para que pueda ser disuelta. Luego con la brocha se procede parafinar las muestras.

1.8 Finalmente se procedió a tapar la calicata.

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CUADRO RESUMEN

MATERIALES Y EQUIPOS

PALANAS, PICOS, POSTEADORA, WINCHA, BOLSAS PLÁSTICAS, RECIPIENTES, CILINDRO MUESTREADOR, PLUMÓN INDELEBLE, PARAFINA, FÓSFORO, BROCHA E1 profundidad: 0.05 m- 0.40 m: Material arcilloso de tonalidad marrón grisáseo, con terrones de regular tamaño

NUMERO DE ESTRATOS IDENTIFICADOS: 3

E2 profundidad: 0.40 m- 0.60 m Material arcilloso de tonalidad marrón oscuro, con precencia de terrones de gran tamaño E3 profundidad: 0.60 m- 1.15 m Material arenoso de color marrón claro, con ligera precencia de humedad

PROFUNDIDAD DE CALICATA: 1.15m

FECHA: 27/08/2013

LUGAR: COOVIDUM

PROFUNDIDAD: 0.00m - 0.05m

NÚMERO DE MUESTRAS CON PARAFINA: 2

MATERIAL SUPERFICIAL CON PRESENCIA DE RAICES

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16



INTRODUCCIÓN El contenido de humedad es una propiedad física del suelo de gran utilidad en la construcción civil y se obtiene de una manera sencilla, pues el comportamiento y la resistencia de los suelos en construcción están rígidos, por la cantidad de agua que contienen. El contenido de humedad de un suelo es la relación del cociente del peso del agua que guarda y el peso de las partículas sólidas, esto se expresa en términos de porcentaje.

105

El proceso de la obtención del contenido de humedad de una muestra se hace en laboratorios, el equipo de trabajo consiste en capsulas y un horno donde la temperatura alcanza los . Una que hemos obtenido el peso de la muestra del sólido en estado natural se introduce al horno. Ahí se calienta el espécimen a una temperatura de , para producir la evaporación del agua y su escape a través de ventanillas. Se debe ser cuidadoso de no sobrepasar el límite, para no correr el riesgo de que el suelo quede cremado con la alteración del cociente de la determinación del contenido de humedad. El material debe permanecer un periodo de 24 ho ras en el horno

105

Cumplidas ya las 24 horas de secado de la muestra de tamaño normal se procede a retirar y pesar, para así obtener el peso del suelo seco. El peso del agua será la diferencia entre el peso de la muestra en estado natural y la muestra seca de suelo. Con los datos obtenidos se procede a calcular el contenido de humedad de la muestra.

OBJETIVOS: Determinar el contenido de humedad (agua) por masa en una muestra de suelo mediante secado al horno e interpretar el valor. Conocer el uso del calor, como el medio más apropiado para hacer la extracción de la humedad en los suelos. Determinar la calidad de un suelo que va s ervir como terreno de fundación en la construcción de una obra de ingeniería civil, de acuerdo a sus propiedades físico mecánicas. Realizar una comparación entre la humedad de los tres estratos obtenidos.

17



MARCO TEÓRICO Generalidades: Los suelos pueden tener algún grado de humedad lo cual está directamente relacionado con la porosidad de las partículas. La porosidad depende a su vez del tamaño de los poros, su permeabilidad y la cantidad o volumen total de poros. Las partículas de suelo pueden pasar por cuatro estados, los cuales e describen a continuación: Totalmente seco: se logra mediante un secado al horno a 110ºC hasta que los suelos tengan un peso constante (generalmente 24 horas) Parcialmente seco: se logra mediante una exposición al aire libre Saturado y superficialmente seco: es un estado a limite en el que los suelos tienen todos sus poros llenos de agua pero superficialmente se encuentran secos. Este estado se logra en el laboratorio. Totalmente húmedo: todos los suelos están llenos de agua y además existe agua libre superficial

Definición: El contenido de agua de un suelo o contenido de humedad es la relación entre el agua contenida en el mismo y el peso de su fase solida, y se puede expresar en forma de porcentaje. Este puede variar desde 0 cuando está seco a un máximo determinado y variable cuando está completamente saturado; dependiendo de las condiciones de humedad del sitio donde se localice el suelo. La cantidad de agua se obtiene mediante

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la diferencia de peso entre el suelo en estado natural y el suelo secado en horno.la relación que expresa la humedad de un suelo es la siguiente:

w   ∗100  ∗100

W = contenido de humedad en porcentaje.

        

= peso del agua Peso del material seco Peso de la capsula más el suelo húmedo

Peso de la capsula mas el suelo seco Peso de la capsula

Mediante este ensayo encontraremos el contenido de humedad de los tres estratos de la calicata 2 tomadas en campo (COOVIDUN)

MATERIALES y EQUIPOS Muestra de suelo. Suelo extraído de cada uno de los estratos Capsulas . Deben ser claramente identificables y se requerirá de un contenedor por cada

determinación de contenido de humedad.

Horno o estufa . Para secar el suelo húmedo, capaz de mantener una temperatura uniforme de

105ºC a 110ºC.

19



Balanza de precisión . De precisión de 0.01g, para registrar los pesos de la muestras.

Guantes de asbesto:

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PROCEDIMIENTO: 1. Pesar una capsula o recipiente de aluminio o latón, incluyendo su tapa. Identificar y revisar adecuadamente el recipiente. 2. Colocar la muestra representativa de suelo húmedo e la capsula. 3. determinar el peso del recipiente más el del suelo húmedo. Si el peso se determina inmediatamente, no es necesario tapar. Si se presenta una demora de 5 minutos a más, coloque la tapa del recipiente para mantener la humedad. 4. Después de pesar la muestra húmeda más el recipiente, remueva la tapa y coloque la muestra al horno. el tiempo de permanencia en el horno será de 24 horas. 5. Cuando la muestra se haya secado hasta mostrar un peso constante, extraer la capsula con la muestra de horno y dejar enfriar hasta alcanzar una temperatura ambiente. 6. Determinar la masa d la capsula con la muestra sea, utilizando la misma balanza. 7. Repetir este procedimiento en las tres muestras de los tres estratos. Nota: se recomienda que todos los recipientes que se utilizan estén numerados y sus pesos calculados anticipadamente

CÁLCULOS: Formula a aplicar.

w  ∗100

Los datos obtenidos del procedimiento del ensayo son los siguientes: a.

Peso de las capsulas.

Estrato Nº1 (E-1): 21.57g Estrato Nº2 (E-2): 21.60g Estrato Nº3 (E-3): 21.30g b.

Peso de la muestra húmeda + peso de la capsula.

Estrato Nº1 (E-1): 76.91g Estrato Nº2 (E-2): 74.84g Estrato Nº3 (E-3): 74.90g c. Peso de la muestra seca + peso de la capsula. Estrato Nº1 (E-1): 72.55g

21



Estrato Nº2 (E-2): 71.57g Estrato Nº3 (E-3): 71.82g d.

Calculo del peso de la muestra húmeda. d=b-a

Estrato Nº1 (E-1): 76.91g-21.57g=55.34g Estrato Nº2 (E-2): 74.84g-21.60g=53.24g Estrato Nº3 (E-3): 74.90g-21.30g=53.60g e.

Calculo del peso de la muestra seca. e=c-a Estrato Nº1 (E-1): 72.55g-21.57g=50.98g Estrato Nº2 (E-2): 71.57g-21.60g=49.97g Estrato Nº3 (E-3): 71.82g-21.30g=50.52g

f.

Calculo del peso del agua. f= b-c

Estrato Nº1 (E-1): 76.91g-72.55g=4.36g Estrato Nº2 (E-2): 74.84g-71.57g=3.27g Estrato Nº3 (E-3): 74.90g-71.82g=3.08g

  ∗  .. ∗  .. ∗  .. ∗

g.

Calculo del porcentaje de humedad

.

Estrato Nº1 (E-1):

=8.55%

Estrato Nº2 (E-2):

=6.54%

Estrato Nº3 (E-3):

=6.10%

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PRESENTACIÓN DE RESULTADOS UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL SISTEMAS Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL CURSO: MECÁNICA DE SUELOS I

DOCENTE: Dr. WALTER MORALES UCHOFEN

ENSAYO: CONTENIDO DE HUMEDAD A. DATOS GENERALES: Proyecto: ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS COOVIDUN - UNPRG Ubicación: REGIÓN PROVINCIA DISTRITO LUGAR

: LAMBAYEQUE : LAMBAYEQUE : LAMBAYEQUE : COOVIDUN - UNPRG

Fecha: 27 de Agosto del 2013 Descripción de la muestra: ESTRATO 1: material arcilloso de tonalidad marrón grisáceo. ESTRATO 2: material arcilloso de tonalidad marrón oscuro. ESTRATO 3: material arenoso de color marrón claro. Profundidad: ESTRATO 1: desde 0.05m hasta 0.40m ESTRATO 2: desde 0.40m hasta 0.60m ESTRATO 3: 0.60m hasta 1.15m Tipo de muestra: Muestra Inalterada Laboratorio: Laboratorio De Mecánica De Suelos de la UNPRG

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B. TABULACIÓN DE INFORMACIÓN PARA DETERMINAR EL CONTENIDO DE HUMEDAD CONTENIDO DE HUMEDAD Muestra

E-I

E-2

E-3

Capsula Nº

329

121

100

PESO FRASCO + SUELO HÚMEDO

76.91

74.84

74.90

PESO FRASCO + SUELO SECO

72.55

71.57

71.82

PESO DE AGUA

4.36

3.27

3.08

PESO CAPSULA

21.57

21.60

21.30

PESO SUELO SECO

50.98

49.97

50.52

CONTENIDO DE HUMEDAD

8.55%

6.54%

6.10%

Conclusiones y recomendaciones: El contenido de humedad de cada uno de los estratos es relativamente bajo. Los recipientes y sus tapas deben estar herméticamente cerrados y además se deben pesar lo antes posible a fin de evitar la pérdida de humedad por la misma temperatura del ambiente

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INTRODUCCIÓN En el presente informe se expondrá expondrá el ensayo de granulometría granulometría hecho en el laboratorio de mecánica de suelos, el cual se explicara de forma detallada. 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 cohesión del suelo. suelo. También el suelo analizado puede ser usado en mezclas de asfalto o concreto. Los Análisis Granulométricos se realizaran 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 tamiz tienen sus características ya determinadas. Para el ensayo o el análisis de granos gruesos será muy recomendado el método del Tamiz; pero cuando se trata de granos finos este no es muy preciso, porque se le es más difícil a la muestra pasar por una maya tan fina; Debido a esto el Análisis granulométrico de Granos finos será bueno bueno utilizar otro método. método.

OBJETIVOS: Principal 

Determinar la distribución de tamaños de las partículas de la muestra y determinar los porcentajes de muestra (% retenido) que pasan por los distintos tamices hasta la malla 200 (74mm).

Secundarios 

Aprender y conocer el procedimiento y las herramientas de este ensayo.



Conocer la forma y los diferentes tamaños de partículas que puede tener una muestra de suelo.



Analizar el tamaño tamaño de las partículas partículas de la muestra a través través de gráficos (curva granulométrica).



Establecer los requisitos de gradación y calidad de los agregados, para un uso posterior en el concreto.


MARCO TEÓRICO: Se denomina distribución granulométrica de un suelo a la división del mismo en diferentes fracciones, seleccionadas por el tamaño de sus partículas componentes; las partículas de cada fracción se caracteriza porque su tamaño se encuentra comprendido entre un valor máximo y un valor mínimo, en forma correlativa para las distintas fracciones de tal modo que el máximo de una fracción es el mínimo de la que le sigue correlativamente. En suelos gruesos (gravas, arenas y limos no plásticos), de estructura simple, la característica más importante para definir su resistencia es la compacidad; la angulidad de los granos y la orientación de las partículas juegan también un papel importante, aunque menor. La distribución granulométrica permite obtener la gráfica de distribución granulométrica la cual suele dibujarse como ordenadas a los porcentajes y como abscisas los tamaños de las partículas. Las ordenadas se refieren a porcentaje en peso, de las partículas menores que el tamaño correspondiente. La representación en escala semi logarítmica resulta preferible a la la simple simple representación natural, pues en la primera se dispone de mayor amplitud en los tamaños finos y muy finos, que en escala natural resultan muy comprimidos. La forma de la curva da idea inmediata de la distribución granulométrica del suelo; un suelo constituido por partículas de un solo tamaño estará representado por una línea vertical, una curva muy tendida indica gran variedad en tamaños (suelo bien gradado).

GENERALIDADES DEL ENSAYO: Este ensayo según la norma NTP 339.128 establece determinar los porcentajes de pesos de los tamices, para así poder establecer la distribución de partículas que presenta el suelo. Este ensayo utiliza tamices estandarizados (Nº04, Nº10, Nº20, Nº40, Nº50, Nº100, Nº200) y un platillo adicional con la que todo todo el porcentaje (%) sumado será el 100%. El cálculo para el porcentaje retenido en cada tamiz será de la siguiente forma:

 ) ×100 %   (

La determinación del peso de cada fracción que contiene partículas de un solo tamaño es llamado “ANALISIS MECÁNICO”. Utilizamos la Malla Nº200 (0.074mm), para definir a suelos demasiados finos lo que conduce a usar otro tipo de ensayo por ejemplo el de SEDIMENTACIÓN. Por ejemplo el ensayo se sedimentación por vía húmeda, se efectúa por medio del hidrómetro que mide la densidad de una suspensión del suelo a cierto nivel cuyo principio se basa en la ley de Stokes.


Como ya se mencionó anteriormente la curva granulométrica es la representación gráfica del ensayo donde a partir de ella es posible observar la gradación de un suelo. De ella se puede obtener 3 datos importantes que permitirán clasificar a un suelo más a delante. Es obligatorio en todo ensayo realizar la gráfica de la curva granulométrica si el % que pasa por la malla N° 200 es menor o igual al 10%. Así mismo se se deberá hallar , , . Cuyo significado se explica a continuación:

  



∅    %  

DIÁMETRO EQUIVALENTE AL PORCENTAJE QUE PASA

Al encontrar los diámetros equivalentes equivalentes al porcentaje que pasa, también también aparecen los siguientes conceptos:

COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD: El coeficiente de uniformidad, definido originalmente por Terzaghi y Peck, se utiliza para evaluar la uniformidad del tamaño de las partículas de un suelo. Se expresa como la relación entre y , siendo:

D D

CU  DD

CU < 3

En realidad la relación es un coeficiente de no uniformidad, pues su valor numérico decrece cuando la uniformidad aumenta. Los suelos con se consideran muy uniformes; aun las arenas naturales muy uniformes rara vez se presentan .

CU > 2

COEFICIENTE DE CONCAVIDAD: Como dato complementario, es necesario para definir la uniformidad, se define el coeficiente de curvatura del suelo con la expresión:

 ( ) D  C D × D

MUESTRA PARA ENSAYO TAMAÑO MÁXIMO

CANTIDAD Kg

3”

30

2”

20

1”

10

3/4”

5

1/2”

2

3/8”

1

SUELO ARENOSO

200-500 gr

SUELO FINO

100-200 gr


MATERIALES Y EQUIPOS: Balanza Mediante este instrumento, calculamos la masa de las diferentes muestras de agregados, previamente hay que nivelarla.

Piseta Sirve para echar mínimas cantidades de agua y además para enjuagar cuando se queda muestra ya sea en manos, espátula o demás para así evitar la pérdida de muestra.


Bandejas o depósitos: Instrumentos usados para depositar las muestras y realizar las mezclas.

Estufa: Equipo mediante el cual sometemos la muestra, en un lapso de 24 horas.


Tamices: Son mallas metálicas constituidas por barras tejidas y que dejan un espacio entre sí por donde se hace pasar el alimento previamente triturado. Las aberturas que deja el tejido y, que en conjunto constituyen la superficie de tamizado, pueden ser de forma distinta, según la clase de tejido.

Mortero y pilón Usado para triturar la muestra


PROCEDIMIENTO: a) Se separa 200 gramos de la muestra obtenida en campo y se empezó a triturar. La muestra una vez triturada se coloca en un depósito. b) Luego agregamos agua en el depósito hasta tapar por completo la superficie y empezamos a triturar con la mano para evitar grumos.

c) Pasado 24 horas de remojado se procede a lavar la muestra bajo un chorro de agua. Con ayuda de la piseta se recoge la muestra ya lavada (se sabe que está limpia cuando el choro que sale de la malla es transparente).

d) Luego colocamos la muestra en la estufa durante 24 horas aproximadamente. Una vez sacada de la estufa la muestra estará lista para ser usada en el ensayo de granulometría. e) se procede a pasar la muestra por el juego de tamices. Se empieza a realizar movimientos mecánicos (zarandear) con el fin de que los granos de la muestra pasen o caso contrario queden retenidas en las respectivas mallas del juego de tamices. f) Ya una vez hecho el zarandeo se pasa a colocar en recipientes pequeños rotulados; las muestras retenidas en cada malla respectivamente. Con ayuda de una brocha retiramos toda la muestra para ser pesada posteriormente. Se utiliza la broncha o un pincel para así evitar la pérdida de muestra. 

En casos en los que es inaccesible el acceso a la brocha o pincel se procede a utilizar un material punzocortante en este caso un clavito para retirar toda la muestra de la malla.

FORMULAS: 

Peso original: 202.54 gramos.



Peso de pérdida por lavado = peso original - sumatoria de pesos retenidos en la malla.



Peso retenido: peso que se retiene en cada malla de los tamices.



% de peso retenido =



% que pasa=100% - % retenido

()∗


:   

Permite obtener una indicación de la variación del tamaño del grano presente en una muestra

 :   

  

Un valor alto de

Si Si El

   

Es una medida de la forma de la curva entre

      ∗

  y

.

esta cerca de 1 = suelo bien gradado < 1 suelo pobremente gradado y

no tiene significación cuando más del 10% del suelo pasa la malla numero 200



Por ejemplo el =2mm: se lee: el 60% de los granos de la muestra son menores en diámetro que 2mm.


CÁLCULO Y RESULTADOS: ESTRATO 1: MUESTRA

M - 201

PESO MUESTRA (gr)

225.28

PESO MUESTRA SECADA (gr)

7.59

PESOS FINOS LAVADOS (gr)

217.69

TAMICES

ABERTURA

ASTM

(Pulg.)

(mm.)

PESO

PORCENTAJE

RETENIDO

PARCIAL

(gr.)

PORCENTAJE ACUMULADO

RETENIDO

RETENIDO

PASA

(%)

(%)

(%)

3"

75.00

-

-

-

100.00

2"

50.00

-

-

-

100.00

1 1/2"

38.10

-

-

-

100.00

1"

25.00

-

-

-

100.00

3/4"

19.00

-

-

-

100.00

1/2"

12.50

-

-

-

100.00

3/8"

9.50

-

-

-

100.00

N° 4

4.75

0

-

-

100.00

N° 10

2.00

0.12

0.05

0.05

99.95

N° 20

0.85

0.58

0.26

0.31

99.69

N° 40

0.425

0.39

0.17

0.48

99.52

N° 60

0.25

0.45

0.20

0.68

99.32

N° 100

0.15

3.32

1.47

2.16

97.84

N° 200

0.074

2.72

1.21

3.36

96.64

96.63

100.00

0.00

Platillo Platillo + Pérdida por lavado

0

217.69 7.58

100.00


ESTRATO 2: MUESTRA

M - 202

PESO MUESTRA (gr)

202.54


82.65


119.89

TAMICES

ABERTURA

ASTM

PESO

PORCENTAJE

RETENIDO

PARCIAL

(gr.)


RETENIDO

RETENIDO

PASA

(%)

(%)

(%)

-

-

100.00

-

-

100.00

-

-

100.00

-

-

100.00

-

-

100.00

-

-

100.00

-

-

100.00

(Pulg.)

(mm.)

3"

75.00

2"

50.00

1 1/2"

38.10

1"

25.00

3/4"

19.00

1/2"

12.50

3/8"

9.50

N° 4

4.75

0

-

-

100.00

N° 10

2.00

0.21

0.10

0.10

99.90

N° 20

0.85

0.22

0.11

0.21

99.79

N° 40

0.425

0.31

0.15

0.37

99.63

N° 60

0.25

1.41

0.70

1.06

98.94

N° 100

0.15

43.96

21.70

22.77

77.23

N° 200

0.074

34.98

17.27

40.04

59.96

59.28

99.31

0.69

-

Platillo

0.17

Platillo + Pérdida por lavado

120.06

81.26

99.31


ESTRATO 3: MUESTRA

M - 203

PESO MUESTRA (gr)

270.87


109.08


161.79

TAMICES

ABERTURA

ASTM

(Pulg.)

(mm.)

PESO

PORCENTAJE

RETENIDO

PARCIAL

(gr.)


RETENIDO

RETENIDO

PASA

(%)

(%)

(%)

3"

75.00

-

-

-

100.00

2"

50.00

-

-

-

100.00

1 1/2"

38.10

-

-

-

100.00

1"

25.00

-

-

-

100.00

3/4"

19.00

-

-

-

100.00

1/2"

12.50

-

-

-

100.00

3/8"

9.50

-

-

-

100.00

N° 4

4.75

0

-

-

100.00

N° 10

2.00

0.14

0.05

0.05

99.95

N° 20

0.85

0.38

0.14

0.19

99.81

N° 40

0.425

1.11

0.41

0.60

99.40

N° 60

0.25

3.5

1.29

1.89

98.11

N° 100

0.15

75.76

27.97

29.86

70.14

N° 200

0.074

27.98

10.33

40.19

59.81

161.98

59.80

99.99

0.01

109.06

99.99

Platillo Platillo + Pérdida por lavado

0.19


Grafica de la muestra M – 201

Grafica de la muestra M - 202


Grafica de la muestra M – 203

CONCLUSIÓN: Analizando la curva de la primera muestra (M – 201) nos damos cuenta que el 96.64% ha pasado por la malla N° 200 lo cual nos indica que es una muestra de suelo muy fino. Luego analizando la curva de la segunda y tercera muestra (M – 202 y M – 203) vemos que tienen resultados parecidos puesto que en la segunda muestra el porcentaje que pasa por la malla N°200 fue de 59.96% y en la tercera fue de 59.81%. Ahora los dos son materiales de suelos finos por que el porcentaje de muestra que ha pasado por la malla N° 200 en cada uno de sus cálculos ha sobrepasado el 12%. Si bien no ha sido una cantidad como la de la primera muestra (96.64%), ha sido suficiente cantidad para clasificarlo como un suelo fino.


OBSERVACIONES En todas las muestras no se ha podido determinar los coeficientes de uniformidad y de curvatura puesto que el porcentaje de finos ha sido mayor al 12 %.

ANEXOS 

COLOCANDO LA MUESTRA PREPARADA EN EL JUEGO TE TAMICES



ZARANDEANDO LOS TAMICES PARA CENRIR LA MUESTRA




SACANDO LAS MUESTRAS QUE HAN QUEDADO EN CADA TAMIZ PARA COLOCARLOS EN LOS ENVASES ROTULADOS



PESANDO LAS PARTES DE LA MUESTRA QUE HAN QUEDADO EN CADA TAMIZ



INTRODUCCIÓN Existen suelos que al ser remodelados, cambiando su contenido de agua si es necesario, adoptan una consistencia característica, que de épocas antiguas se ha denominado plástica. Estos suelos han sido llamados arcillas, originalmente, por los hombres dedicados a la cerámica; la palabra pasó a la mecánica de suelos, en épocas más recientes, con idéntico significado. La plasticidad es, en este sentido, una propiedad tan evidente que ha servido de antaño para clasificar suelos en forma puramente descriptiva.

Los suelos que poseen algo de cohesión, según su naturaleza y cantidad de agua, pueden presentar propiedades que lo incluyan en el estado sólido, semi-sólido, plástico o semi-líquido. El contenido de agua o humedad límite al que se produce el cambio de estado varía de un suelo a otro. El método usado para medir estos límites se conoce como Método de Atterberg y los contenidos de agua o humedad con los cuales se producen los cambios de estados, se denominan límites de Atterberg. Ellos marcan una separación arbitraria, pero suficiente en la práctica, entre los cuatro estados mencionados anteriormente. Estos ensayos se realizan a suelos finos cuyos datos son importantes de conocer, ya que permite prever el comportamiento del material y así tomar las respectivas precauciones, sobre todo en la presencia de arcillas, cuyo comportamiento varía con la presencia o ausencia de agua. Los límites líquidos y plástico han sido ampliamente utilizados en todas las regiones del mundo, principalmente con objetivos de identificación y clasificación de suelos. El límite de contracción ha sido útil en varias áreas geográficas donde el suelo sufre grandes cambios de volumen entre su estado seco y su estado húmedo. El pr oblema de potencial de volumen puede muy a menudo ser detectado de los resultados de los ensayos de límite líquido y límite plástico. El límite líquido en ocasiones puede utilizarse para estimar asentamientos en problemas de consolidación y ambos límites son algunas veces útiles para predecir la máxima densidad en estudios de compactación.


MARCO TEÓRICO: LIMITES DE ATTERBERG (ASTM D-4318): Cuando el contenido de agua es muy alto el suelo y el agua fluyen como un líquido. Por tanto, dependiendo del contenido de agua, la naturaleza del comportamiento del suelo se clasifica arbitrariamente en cinco estados básicos, denominados: solido, semisólido, plástico, semilíquido y líquido. Arbitrariamente Atterberg marcó las fronteras de los cuatro estados en que pueden presentarse los materiales granulares muy finos mediante la fijación de los límites: Líquido (L.L), Plástico (L.P.), y de contracción (L.C.) y mediante ellos se puede dar una idea del tipo de suelo en estudio. El límite líquido es la frontera entre el estado líquido y el plástico; el límite plástico es la frontera entre el estado plástico y el semisólido y el límite de contracción separa el estado semi-sólido del sólido. A estos límites se les llama límites de consistencia.

A continuación se describen los límites entre un estado y otro:


1. LÍMITE LÍQUIDO (LL) Se define como el contenido de humedad por debajo del cual el suelo se comporta en un estado semilíquido y plástico. A nivel de contenido de humedad el suelo está en el vértice de cambiar su comportamiento al de un f luido viscoso. El límite líquido es la frontera comprendida entre los estados semilíquido y plástico, en el ensayo será el contenido de humedad que requiere un suelo previamente pre moldeado, en el que al darle una forma trapecial sus taludes fallen simultáneamente (cerrándose la ranura longitudinal de 13 mm de longitud sin resbalar sus apoyos), esto se logra al sufrir el impacto de 25 golpes consecutivos, con la frecuencia de 2 golpes por segundo, en la Copa de Casagrande, teniendo una altura de 1 cm.

2. LÍMITE PLÁSTICO (LP) Es la frontera comprendida entre el estado plástico y el estado semisólido. Se define como el contenido de humedad que posee un cilindro de material en estudio de 11 cm de longitud y de aproximadamente 3 mm de diámetro (formando al girarlo o rotarlo con la palma de la mano sobre una superficie lisa) al presentar agrietamientos en su estructura.

3. LÍMITE DE CONTRACCIÓN. (LC) Es el contenido de agua que marca las fronteras entre los estados semisólido y sólido. La masa de suelo se contrae conforme se pierde gradualmente el agua del suelo. Con una pérdida continua de agua, se alcanza una etapa de equilibrio en la que más pérdida de agua conducirá a que no haya cambio de volumen. Dicho de otra manera es el contenido de agua en porcentaje bajo el cual el cambio de volumen de la masa del suelo cesa. El límite de contracción se realiza bajo la prueba ASTM D – 427.

ÍNDICE DE PLASTICIDAD (IP): El índice de plasticidad es la diferencia de porcentaje que existe entre el límite líquido y el límite plástico. El índice de plasticidad indica que incremento en el contenido de humedad del suelo lo transforma de semisólido a la condición de líquido. Donde:

 

: : :



Índice de plasticidad del suelo (%) Límite líquido del suelo (%) Límite plástico del suelo (%)


DETERMINACIÓN DEL LÍMITE DE CONTRACCIÓN (LC). El límite de contracción es el contenido de humedad específico que divide la consistencia sólida de la semisólida del suelo y establece el contenido de humedad máximo que el suelo tolera antes de sufrir cambios en su volumen, este límite será: LC = w0 – Dw Donde: LC = Límite de contracción del suelo. w0 = Contenido de humedad del suelo en consistencia líquida. Dw = Cambio del contenido de humedad durante la contracción Puede determinarse el límite de contracción para suelos que tienen un tamaño de partículas que pasan el tamiz Nro. 40, para lo cual la muestra de suelo debe ser humedecida lo suficiente hasta que alcance una consistencia líquida, entonces se procede a determinar el contenido de humedad de una parte de la muestra suelo para ese estado que será: w0.

ENSAYOS

MARCO TEÓRICO: Es el contenido de humedad que corresponde a la frontera entre los estados de consistencia semilíquido y plástico de un suelo. El límite líquido se determina cerrando una ranura practicada en un muestra de suelo en un dispositivo llamado copa de Casagrande golpeándola mediante una manivela, un golpe representa la resistencia al esfuerzo cortante de 1gr/cm 2; por consiguiente como el límite líquido corresponde al cierre de la ranura en 25 golpe, entonces el límite líquido indica el contenido de agua para el cual el suelo tiene una resistencia al corte de 25gr/cm 2. La ranura se realiza con un dispositivo de dimensiones estándar sometido a 25 golpes por caída de 8mm a 10mm de la copa de razón de 2 golpes/s, la ranura deberá cerrarse en el fondo de la copa a lo largo de 13mm.


Un suelo cuyo contenido de humedad sea aproximadamente igual o mayor a su límite líquido tendrá una resistencia al corte prácticamente nulo. El ensayo de límite líquido se determina con 3 o más puntos, los cuales se dibujan en el papel semilogarítmico, al unir estos puntos se obtiene una recta llamada curva de fluidez cuya ecuación es la siguiente:



DONDE:    

 ×l o g+

: contenido de humedad : Índice de fluidez, es la pendiente de la curva igual a la variación del contenido de humedad a un ciclo de la escala logarítmica. N : número de golpes correspondiente al contenido de humedad C: Constante que representa la ordenada correspondiente a 1 golpe, se calcula prolongando la recta.

MATERIALES Y EQUIPOS: Malla Nº 40  Copa de Casagrande  Piseta  Espátula y ranurador  Recipientes de plástico:  Balanza con aproximación de 0.01 gr  Capsulas de aluminio para el secado de la muestra al horno  Horno para secado de las muestras a una temperatura de 110ºC. 


PROCEDIMIENTO: 1. En un recipiente de plástico se coloca la muestra tamizada por la malla número 40. Luego se añade una pequeña cantidad de agua y se mezcla con una espátula en forma repetida hasta obtener una apariencia cremosa y homogénea.

2. Luego se procede a colocar la muestra en la copa Casagrande, solo una pequeña cantidad de suelo, se empareja la superficie de la pasta con la espátula hasta obtener una muestra comprimida horizontalmente centrada en la copa Casagrande.


3. Con la ayuda del ranurador, se corta una ranura que separe el suelo en dos mitades.

4. Inmediatamente procedemos a hacer el conteo de los golpes necesarios para cerrar la ranura.

5. Se toma una pequeña cantidad de muestra de la zona donde se cerró el surco, se coloca en una capsula y se pesa para obtener el contenido de humedad, luego se extrae la muestra para añadirle un poco más de humedad, nuevamente se le hace el procedimiento antes mencionado. Esto se hace para los 3 puntos.


6. Se pesan las cápsulas de aluminio más la muestra. Luego se colocan las muestras al horno por 24 horas. Para obtener su contenido de humedad por el procedimiento ya conocido.

RESULTADOS:

Estrato 1: LÍMITE LÍQUIDO M-201 Peso suelo húmedo+cápsula (gr)

. Peso suelo seco + cápsula (gr)

Peso de la cápsula (gr)

299

28.55

26.47

21.65

34

2.08

4.82

43.15

391

27.52

25.68

21.65

24

1.84

4.03

45.66

226

27.89

25.68

21.29

22

2.21

4.39

50.34

209

28.41

26.21

21.42

32

2.20

4.79

45.93

CÁPSULA N°

51.00 50.00 49.00 d a 48.00 d e m47.00 u h 46.00 e d 45.00 % 44.00 43.00 42.00

N° de golpes

peso agua grs

peso humedad suelo % seco grs

50.34

humedad % 45.66

45.93

43.15 0

10

20 número de golpes

30

40


Numero de golpes (N)

Porcentaje de humedad (%W)

34

43.15 %

22

50.34 %

Ecuación de Curva de fluidez: %W 

i logΔw( 3422 )

fiLogN  C

3 4 i 43.lo1g550. 34( 22 )  38.03 ω%= - 38.03 log N + C

C = 38.03logN+W% Justificación de C reemplazando en la ecuación de fluidez obtenemos el siguiente cuadro

∴

N° de golpes (N )

%w

C

34

43.15

101.39

24

45.66

98.15

22

50.34

101.39

32

45.93

103.17

3 9+103. 1 7  101.39+98.15+101. 101.03 4 ω%= - 38.03 log N + C

ω%= - 38.03 log (25) + 101.03 ω%= 47.87


Estrato 2: LÍMITE LÍQUIDO M-202 CÁPSULA N°

Peso suelo . Peso suelo seco húmedo+cápsula + cápsula (gr) (gr)

Peso de la cápsula (gr)

N° de golpes

peso agua grs

peso humedad suelo % seco grs

136

29.60

27.90

22.41

21

1.70

5.49

30.97

232

29.61

27.67

20.44

37

1.94

7.23

26.83

34

29.70

27.65

20.44

25

2.05

7.21

28.43

209

30.25

28.41

21.86

31

1.84

6.55

28.09

%humedad 30.97

32.00

d a 31.00 d e 30.00 m u 29.00 h e 28.00 d 27.00 %

28.43

28.09 %humedad

26.83

Linear (%humedad)

26.00 0

5

10

15

20

25

30

35

40

numero de golpes



37

26.83 %

21

30.97 % %W  fiLogN  C

i logΔw 3721 

9 7 i 26.lo8g330. 37 21   16.83 ω%= - 16.83 log N + C

C = 16.83logN+W% Justificación de c reemplazando en la ecuación de fluidez obtenemos el siguiente cuadro


N° de golpes (N )

%w

C

21

30.97

53.22

37

26.83

53.22

25

28.43

51.96

31

28.09

53.19

 53.22+53.22+51.4 96+53.19 52.9

∴

ω%= - 16.83 log N + C

ω%= - 16.83 log (25) + 52.9 ω%= 29.37

Estrato 3:

CÁPSULA N°

Peso suelo Peso de la . Peso suelo seco húmedo+cápsula cápsula + cápsula (gr) (gr) (gr)

N° de golpes

LÍMITE LÍQUIDO M-203 peso peso humedad suelo agua grs % seco grs

130

30.91

29.20

21.80

20

1.71

7.40

23.11

831

31.43

29.60

21.94

15

1.83

7.66

23.89

153

29.66

28.37

22.72

32

1.29

5.65

22.83

83

31.70

29.92

21.19

25

1.78

8.73

20.39

25.00

23.89

24.00

23.11

d a d 23.00 e m u h 22.00 %

22.83 humedad % 20.39

21.00

Linear (humedad %)

20.00 0

5

10

15

20

numero de golpes

25

30

35




25

20.39 %

15

23.89 % %W

i logΔw( 2515 )



fiLogN  C

8 9 i 20.lo3g923. 25( 15 )  15.78

ω%= - 15.78 log N + C

C = 15.78logN+W% Justificación de c reemplazando en la ecuación de fluidez obtenemos el siguiente cuadro.

∴

N° de golpes (N )

%w

C

20

23.11

43.64

15

23.89

42.45

32

22.83

46.58

25

20.39

42.45

 43.64+42.45+46.4 58+42.45 43.78 ω%= - 15.78 log N + C

ω%= - 15.78 log (25) + 43.78 ω%= 21.72


MARCO TEÓRICO: Es el contenido de humedad por debajo del cual se puede considerar el suelo como material no plástico. El límite plástico ha sido ampliamente utilizado en todas las regiones del mundo, principalmente con el objetivo de identificación y clasificación de suelos. Los límites de consistencia propuestos por A. Atterberg, un científico Sueco dedicado a la agricultura son: limite plástico límite líquido y limite de contracción en este informe vamos a basarnos sobre el Límite Líquido. Normativa relacionada.D424-59 (límite plástico). ASTM D421-58 y D422-63. AASHTO T87-70 (preparación de la muestra). AASHTO T88-70 (procedimiento de prueba).

MATERIALES:       

Se emplea una parte del material utilizado para el ensayo de límite líquido (tamizada por la malla número 40). Espátula Una superficie plana (tablero de madera) Cápsulas de aluminio Balanza Horno Piseta


PROCEDIMIENTO: 1) La muestra tamizada del ensayo anterior será utilizada para este ensayo. Se le agregará un contenido de humedad tal que permite hacer con las manos una pequeña esfera.

2) Una vez hecho lo anterior, se procede a moldear la muestra en forma cilíndrica tratando siempre de darle con un diámetro uniforme.

3) Se realiza el procedimiento anterior hasta obtener un diámetro aproximado de 3 mm. si este no se ha agrietado aún se esperará hasta que la muestra pierda humedad y se pueda levantarla ligeramente desde el centro, al levantar la muestra debe de tender a la horizontalidad para luego agrietarse. Hecho esto, se toma la muestra en una cápsula, para ser pesada y secada en el horno, para el cálculo del contenido de humedad.


RESULTADOS: Estrato 1: L. PLÁSTICO 25.37 MUESTRA CÁPSULA N° 1. Peso suelo húmedo+cápsula (gr) 2. Peso suelo seco + cápsula (gr) 3. Peso del agua (gr) 4. Peso de la cápsula (gr) 5. Peso suelo seco (gr) 6. % de humedad (%)

M-201

47

272

24.66

26.43

23.98

25.56

0.68

0.87

21.33

22.09

2.65

3.47

25.66

25.07

Estrato 2: L. PLÁSTICO 18.93 MUESTRA CÁPSULA N° 1. Peso suelo húmedo+cápsula (gr) 2. Peso suelo seco + cápsula (gr) 3. Peso del agua (gr) 4. Peso de la cápsula (gr) 5. Peso suelo seco (gr) 6. % de humedad (%)

M-202

199

267

25.21

24.92

24.78

24.33

0.43

0.59

22.48

21.25

2.30

3.08

18.70

19.16

Estrato 3: L. PLÁSTICO 18.19 MUESTRA CÁPSULA N° 1. Peso suelo húmedo+cápsula (gr) 2. Peso suelo seco + cápsula (gr) 3. Peso del agua (gr) 4. Peso de la cápsula (gr) 5. Peso suelo seco (gr) 6. % de humedad(%)

M-203

254

46

26.99

25.59

26.18

24.98

0.81

0.61

21.68

21.66

4.50

3.32

18.00

18.37


ÍNDICE DE PLASTICIDAD MARCO TEÓRICO: Con el índice de plasticidad puede evaluarse el grado de amasado que perite el suelo mientras se encuentre en su consistencia plástica, este índice como ya se dijo se define como:



NOTA: si en la evaluación del índice de plasticidad, éste resulta negativo, se clasificará al suelo como no plástico. En la siguiente tabla se presentan valores del índice de plasticidad para evaluar la plasticidad del suelo GRADO DE PLASTICIDAD DEL SUELO (Sowers 1979). IP

0-3 3 -15 15-30 >30

DESCRIPCIÓN No plástico Ligeramente plástico Baja plasticidad Alta plasticidad

La importancia en el cálculo del límite de plasticidad radica en que permite clasificar y predecir el comportamiento de los suelos finos, por ejemplo en la clasificación SUCS tenemos carta de plasticidad que nos da una clasificación rápida del suelo.


RESULTADOS: E1

E2

E3

LÍMITE LÍQUIDO (LL)

47.87

29.37

21.72

LÍMITE PLÁSTICO (LP)

25.37

18.93

18.19

ÍNDICE DE PLASTICIDAD (IP)

22.5

10.44

3.53

NTP 339.140 (ASTM D427) MARCO TEÓRICO Es el contenido de humedad por debajo del cual no se produce reducción adicional de volumen o contracción en el suelo. Los cambios en el volumen de un suelo fino se producirán por encima de la humedad correspondiente al límite de contracción. Está dado por la siguiente expresión:

Donde:

    

ω( )∗100

: Limite de contracción

ω: Contenido de humedad del suelo al momento del ensayo : Volumen del suelo húmedo. : Volumen del suelo seco. : Peso de suelo seco (pastilla).

: Densidad del agua (1.0 gr/cm3).

APLICACIÓN. El límite de contracción de un suelo nos indica diversos parámetros que debemos tener en cuenta para obras civiles; así, el concepto de límite de contracción se puede


usar para evaluar el potencial de contracción o la posibilidad de desenvolvimiento, o ambos, de grietas en el movimiento de tierras que involucren suelos cohesivos. Un concepto que debe ser considerado es la contracción y expansión de un suelo que se detalla a continuación: 

Contracción y Expansión

Las grietas de contracción pueden presentarse localmente cuando las presiones capilares exceden la cohesión o resistencia a la tensión del suelo. Estas grietas, parte de la microestructura de la arcilla, son zonas de debilidad que pueden reducir significativamente la resistencia general y afectan la estabilidad de taludes de arcilla y la capacidad de carga de fundaciones. La corteza desecada y agrietada usualmente se encuentra sobre depósitos de arcilla blanda y afecta la estabilidad de, por ejemplo, terraplenes de autopistas construidas sobre estos depósitos. La contracción y grietas de contracción son causadas por evaporación de la superficie en climas secos, disminuyendo el nivel de la tabla de agua y eventualmente la desecación del suelo causada por los árboles durante temporadas de sequía en climas húmedos. 

Hinchamiento

El hinchamiento de los suelos se define como el fenómeno que ocurre cuando aumenta el volumen de un sólido y disminuye su cohesión, mientras éste absorbe un líquido sin perder su homogeneidad aparente. Factores que afectan el hinchamiento: 1. Tipo de arcilla, arena superficial, arreglo estructural, densidad de la carga superficial, fuente de la carga. 2.

Cationes y aniones asociados con la arcilla.

3.

Materia orgánica.

4.

Sesquióxidos.

5.

Agua entre las capas de arcilla


OBJETIVOS DEL ENSAYO: 

El objetivo de este ensayo como objetivo determinar el límite de contracción de un suelo por el método del mercurio así como lo establece la norma.



Que al término del ensayo podamos conocer los equipos y materiales utilizados para este ensayo, así como el tiempo mínimo que requiere.



Obtener el contenido de humedad por debajo del cual no se presenta cambio adicional en el volumen de una masa de suelo.



Obtener una indicación cuantitativa del cambio total que puede ocurrir.

MATERIALES Y EQUIPOS: 

Cápsula de contracción



Plato de evaporación



Espátula



Placa plástica



Mercurio



Balanza



Tamiz N° 40



Vaselina



Deposito(para amasar la muestra)



Recipiente (para recoger el volumen de mercurio desplazado)


PROCEDIMIENTO 1) Pasamos la muestra obtenida de la calicata por el tamiz N° 40, ésta se amasa y se lleva a un contenido de humedad similar o algo superior al límite líquido.


2) Recubrir el interior de la capsula con vaselina, para que al momento de secar la muestra en la estufa esta no se adhiera a la cápsula. Luego pesamos la cápsula.

3) Llenar la capsula con la muestra húmeda en tres capas. Compactando cada capa dando golpes suaves sobre una superficie firme para eliminar las burbujas de aire.

4) Luego de completar la tercera capa, se enrasa utilizando la espátula. Se toma el peso de la capsula con el suelo húmedo para determinar el contenido de humedad y se lleva a la estufa.


5) Luego del secado se retira y se halla el peso seco. Se puede observar la variación del volumen por secado.

Luego se debe determinar el volumen de la muestra de suelo seca. Para ello se utiliza el mercurio de la siguiente manera. 6) Se coloca la pastilla de suelo sobre un recipiente enrasado con mercurio y se introduce con la ayuda de una placa plástica. Se recoge en un recipiente el volumen de mercurio desplazado.

7) El volumen desplazado por el suelo se recoge el recipiente de vidrio y se procede a pesarlo, debido a que la densidad del mercurio es conocida hallamos el volumen de suelo seco de la siguiente manera:


Donde:



  

: es el volumen de mercurio desplazado : es el peso específico del mercurio, igual a 13.53 gr/cm 3.

8) Luego de determinar el volumen de suelo seco. De igual forma se vierte el mercurio dentro de la cápsula y se procede a pesarlo, utilizando la misma fórmula del paso anterior se calcula el volumen de suelo húmedo (volumen de la cápsula):

Donde:



 

: es el volumen de mercurio enrazado en la cápsula : es el peso específico del mercurio, igual a 13.53 gr/cm 3.

ASPECTOS DE SEGURIDAD EN EL USO DEL MERCURIO 

El mercurio es una sustancia tóxica, por lo tanto se evitará el contacto con la piel.



Almacenar el mercurio en contenedores sellados a prueba de roturas.



Se realizarán los ensayos en ambientes bien ventilados para evitar la inhalación de vapor de mercurio.



Tratar de minimizar los derrames en el ensayo.



Se limpiarán los derrames rápidamente para evitar su evaporación en el ambiente.


RESULTADOS CALCULO DEL VOLUMEN DEL SUELO HUMEDO:

Para el estrato E – 1:

 149.39 

  11.03 cm

 13.546 /

  11.3 cm

 13.546 /

  11.66 cm

 13.546 /


 153.11 


 157.91 

CALCULO DEL VOLUMEN DEL SUELO SECO:


 121.83

 

 13.546 /


 8.99   99.60   13.546 /    7.35   137.98   13.546 /    10.19 



LIMITE DE CONTRACCION DE CADA ESTRATO ESTRATO 1: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Capsula N° Peso capsula + peso suelo húmedo Peso capsula + peso suelo seco Peso agua contenida (2-3) Peso capsula Peso suelo seco, Wo = (3-5) Contenido de humedad, ω= (4/6*100)

Volumen de la capsula , V Volumen de la torta de suelo seco, Vo (V – Vo) = ( 8 – 9 ) (V – Vo) *100 / Wo = 10/6*100 Límite de contracción (7-11), Relación de contracción, (6/9),

(gr) (gr) (gr) (gr) (gr) (%) (cm3) (cm3) (cm3) (cm3) (%)

9.00 49.76 43.64 6.12 30.75 12.89 47.48 11.03 8.99 2.04 15.83 31.65 1.43


ESTRATO 2: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13




3.00 53.22 48.41 4.81 31.52 16.89 28.48 11.30 7.35 3.95 23.39 5.09 2.30


4.00 55.04 50.38 4.66 31.34 19.04 24.47 11.66 10.19 1.47 7.72 16.75 1.87

ESTRATO 3: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13




CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 

El índice de plasticidad indica indica que todos los estratos estudiados tienen tienen en su composición suelo fino.



La plasticidad del suelo va disminuyendo disminuyendo directamente directamente proporcional a la profundidad del suelo, por ello se concluye que las capas más superficiales son las más propensas a sufrir los cambios propios de suelos plásticos (expansión, contracción, asentamiento, etc.).



El estrato 3 que que corresponde a una profundidad profundidad de 1.20m tiene un IP de 9.87, esto nos hace suponer que el suelo contiene gran parte de material poco plástico (arena) como se pudo comprobar en la exploración de la calicata.



El ensayo sólo se admite en suelos cohesivos, cohesivos, puesto que para para suelos granulares existiría un grado de dificultad, lo cual conllevaría a errores de cálculo.



El mercurio líquido líquido toma un un papel importante, ya que tiene la particularidad de mantener su volumen, ya que no se adhiere con facilidad en las superficies. Con ello es más fácil determinar volúmenes de otros cuerpos ya que conocemos su peso específico.



Los ensayos de los límites de consistencia consistencia es de gran importancia importancia en el estudio del suelo ya que nos permite conocer el porcentaje de humedad y su contenido de materiales de arcilla, así como también nos da a conocer como es el comportamiento de los materiales finos del suelo en el cual apoyaremos nuestra estructura.



Los estratos muestran un límite de contracción alto en las primeras capas, y luego esto se va reduciendo a medida que incrementa la profundidad, por ello concluimos que en este suelo el límite de contracción es inversamente proporcional a la altura con respecto a la superficie.

BIBLIOGRAFÍA Manual de laboratorio de suelos suelos en ingeniería civil, Joseph E. Bowles Fundamentos de Mecánica de Suelos, Suelos, Juárez Badillo – Rico Rico Rodríguez Fundamentos de Ingeniería Geotécnica, Braja Braja M. Das



INTRODUCCIÓN Se define como Gravedad Específica de los Suelos, a la relación del peso en el aire de un volumen dado de partículas sólidas, al peso en el aire de un volumen igual de agua destilada a una temperatura de 4º C. El valor de la Gravedad Específica de un Suelo queda expresado por un valor abstracto; además de servir para fines de clasificación, interviene en la mayor parte de los cálculos de la Mecánica de Suelos. La densidad de los suelos varía comúnmente entre los siguientes valores: Cenizas Volcánicas Suelos Orgánicos Arenas y Gravas Limos Inorgánicos Arcillas poco Plásticas Arcillas medianamente plásticas y muy plásticas Arcillas Expansivas Suelos con Abundante Hierro

2.20 a 2.50 2.50 a 2.65 2.65 a 2.67 2.67 a 2.72 2.72 a 2.78 2.78 a 2.84 2.84 a 2.88 3.00

MARCO TEÓRICO: CALIBRACIÓN DEL MATERIAL DE VIDRIO: Cuando se quiere la máxima exactitud en un determinado análisis debemos empezar por la calibración suele hacerse midiendo el agua vertida por el recipiente o contenida en él, también se puede utilizar la densidad de ese líquido para convertir la masa en volumen o con un factor de corrección que veremos más adelante, tomando en cuenta que el líquido usado sea agua destilada, la cual se expande 0.02% por grado en la vecindad de los 20ºC. El vidrio se expande o se contrae ya sea las condiciones de la temperatura, si sometemos el material de vidrio a temperaturas muy elevadas las moléculas del vidrio se expanden, mientras que si lo sometemos a muy bajas temperaturas las moléculas del vidrio se contraen, descalibrando de esta manera el material de vidrio. Es por eso que se debe trabajar a temperaturas relativas a la cual fue hecho el material. Es por eso que algunas piezas de vidrio vienen marcadas a la temperatura que se deben utilizar.

GRAVEDAD ESPECÍFICA DEL SUELO: La gravedad específica de un suelo se toma como el valor promedio para granos del suelo. La gravedad específica de los suelos es siempre bastante mayor a la gravedad específica volumétrica determinada incluyendo los vacíos de los suelos en el cálculo. La gravedad específica de cualquier sustancia se define como el peso unitario del material en cuestión dividido por el peso unitario del agua destilada a 4° C.


El valor de la gravedad específica es necesario para calcular la relación de vacíos de un suelo, se utiliza también en el análisis del hidrómetra y es útil para predecir el peso unitario del suelo. Ocasionalmente el valor de la gravedad específica puede utilizarse en la clasificación de los minerales del suelo, algunos minerales de hierro tienen un valor de gravedad específica mayor que los provenientes de silicato. Los procedimientos de ensayo varían de acuerdo al tipo de suelo los cuales se describen a continuación

A. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO EN SUELOS NO COHESIVOS (GRANULARES).



1. Pesar 80 gr. aproximadamente de suelo previamente secado al horno y enfriado ( ). 2. Pesar la muestra cuidadosamente a un frasco volumétrico seco y limpio, previamente calibrado, según se indicó en los incisos anteriores, llénese éste con agua destilada hasta la mitad del frasco. 3. Eliminar el aire atrapado en la muestra por calentamiento del frasco durante 15 min. 4. Añádase con cuidado agua destilada hasta la marca de enrase, verificando que no quede aire atrapado en la muestra; si existiese aire atrapado en la muestra, elimínelo por el método utilizado en el paso anterior. La presencia de materia orgánica puede producir el efecto de aire no removido a causa de los gases que se forman en contacto con el agua. La materia orgánica podrá descubrirse por olor y por la formación de una película oleaginosa en la superficie del agua. Si ésta materia existe el método del vacío debe sustituirse por más efectivo para remover gases; éste método puede ser ebullición de la suspensión de un baño de Glicerina durante 30 min., añadiendo de cuando en cuando más agua destilada para impedir la calcinación de la muestra, en todo m omento el frasco volumétrico debe estar lleno hasta su mitad; tras este período déjese enfriar el frasco a la temperatura ambiente y aplíquese lo escrito anteriormente en el acápite a. 5. Desairada la suspensión añadir agua destilada hasta que el borde interior del menisco coincida con la marca de aforo. 6. Verifique si el menisco está bien enrasado, y que el frasco en su parte exterior esté seco y limpio; pesar el frasco más el agua más el suelo contenido en él ( ), con una aproximación de 0.1 gr. 7. De inmediato determinar la temperatura de la suspensión con aproximación de 0.01º C., introduciendo el bulbo de un termómetro hasta el centro del frasco volumétrico. 8. Sacar el agua y el suelo del frasco sin perder nada y déjese limpio el frasco. 9. Introducir la muestra al horno por un tiempo de 24hrs., a una temperatura de 110º C. 10. Sacar la muestra del horno, déjela enfriar y determinar su peso seco ( ) con aproximación 0.1gr. 11. Calcule la gravedad específica con la formula siguiente:






Donde:

  ++     

     +    +         +    (             ó )    í   í ó   .

B. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO EN SUELOS COHESIVOS 1. La muestra de suelo a ser ensayada, se criba por el tamiz No. 10; del material que pasa por el tamiz No. 10, se pesan aproximadamente 60 gr. de material seco. 2. Agréguele agua hasta obtener una consistencia pastosa. 3. Coloque la pasta dentro del frasco volumétrico, calibrado. 4. Se extrae el aire atrapado como se hizo en los pasos del No. 3 al No. 6, del procedimiento para suelos no cohesivos. 5. Pese el frasco más agua, más suelo, (



).

6. Saque el agua y el suelo del frasco sin perder nada y déjese limpio el frasco. 7. Introduzca la muestra al horno por un tiempo de 24hrs., a una temperatura de 110º C. 8. Saque la muestra del horno, déjela enfriar y determine su peso seco (Ws) con aproximación 0.1gr.

  ++

9. Calcúlese la gravedad específica con la formula siguiente:

Donde:

     +   +         +    (             ó )    í   í ó   .


El ensayo se realizó con diversos instrumentos uno de ellos es la fiola, como se dijo anteriormente la muestra se debió realizar a una temperatura optima en este caso 20°C. Ya que en laboratorio la temperatura varía de acuerdo al clima, entonces para evitar errores se mide la temperatura ambiente, hallando con ello la densidad a la cual se trabajó el ensayo obteniendo así la corrección por temperatura.

OBJETIVOS: 

Determinar la Gravedad especifica se suelos finos con el fin de calcular la relación de vacíos de un suelo especialmente a agregados finos o arenas



Analizar si los resultados de gravedad específica son adecuados para la clasificación del suelo.



Hallar valores de gravedad especifica de un suelo determinado, con el cual nos podemos dar una idea del tipo de suelo en cuestión.

MATERIALES Y EQUIPOS: FIOLA: Matraz aforado de 250 ml de capacidad de temperatura de calibración de 20° C. 



BALANZA: Con capacidad de 2 Kg. y precisión de 0.1 gr.




PIZETA CON AGUA



MALLA Nº 04: Para separar los agregados muy grandes para realizar este ensayo.



MORTERO:



TERMÓMETRO: Para hacer las correcciones por temperatura.

Para triturar la muestra.


PROCEDIMIENTO 1. Primero se efectúa la molienda de la muestra alterada (fue secada al ambiente) en un mortero y es tamizada por lo que el ensayo se realiza con suelo con granulometría fina.

2. Una vez que se molió la muestra lo suficiente se procede al peso de la fiola (limpia y seca), este paso se efectuara para cada una de las muestras: W fiola.


  

3. Llenar con agua (

1)

 +

hasta la marca establecida en la fiola y luego pesar (

)

4. Se vacía toda el agua, se seca y esta vez se llena con muestra de suelo seco, esta muestra luego de ser triturada debe pasar por el tamiz #04.

 +. 

5. Se pesa nuevamente (

)



6. Teniendo la fiola con la muestra de suelo seco se llena de agua ( 2) hasta la señal, agitándose para eliminar vacíos logrando de esta manera que el suelo seco entre en proceso de absorción del agua para luego pasarlo por un BAÑO MARIA logrando de este modo eliminar totalmente los vacíos y el aire atrapado en entre las partículas del suelo.


  + +

7. Luego se deja enfriar por 24 horas para pesarlo nuevamente obtenido un peso que será igual a

8. Medir la temperatura con el termómetro de cada una de las fiolas para obtener el factor de corrección por temperatura.


RESULTADOS: Estrato 1: SONDAJE O CALICATA MUESTRA

GRUPO 02 M-201

Nº FRASCO

18

1 2

PESO DEL FRASCO………………………... (gr)

92.93

PESO FRASCO + PESO AGUA (W1)…….. (gr)

341.57

3 4 5 6

PESO FRASCO + PESO SUELO SECO (Ws)……(gr)

206.29

PESO FRASCO + PESO SUELO + PESO AGUA(W2)….(gr)

407.53

PESO DE SOLIDOS WS=(3)-(1)……(gr) VOLUMEN DE SOLIDOS VS=(2)-(1)-(4)+(3) ……(cm3)

113.36 47.4

7

PESO ESPECIFICO DE SOLIDOS γs=5/6

….(gr/cm3)

2.4

Estrato 2: SONDAJE O CALICATA MUESTRA Nº FRASCO

GRUPO 02 M-202 4

1 2 3


109.89


358.83


233.62

4 5 6


434.92

PESO DE SOLIDOS WS=(3)-(1)……(gr) VOLUMEN DE SOLIDOS VS=(2)-(1)-(4)+(3)

123.73

7

PESO ESPECIFICO DE SOLIDOS γs=5/6

47.64

……(cm3) ….(gr/cm3)

2.597

Estrato 3: SONDAJE O CALICATA MUESTRA Nº FRASCO

GRUPO 02 M-203 11

1


89

2 3 4


338.01


192.25


401.21

5 6

PESO DE SOLIDOS WS=(3)-(1)……(gr) VOLUMEN DE SOLIDOS VS=(2)-(1)-(4)+(3) ……(cm3)

103.25 40.05

7

PESO ESPECIFICO DE SOLIDOS γs=5/6 ….(gr/cm3)

2.578


CORRECCIÓN DE LA GRAVEDAD ESPECÍFICA POR EL COEFICIENTE GENERADO POR LA TEMPERATURA:

∝ó   ° 1.00 ⁄

Donde:  

δ δ°

=densidad a una determinada temperatura

=densidad a 20°c=

HALLANDO:

TEMPERATURA(°C) 20

() ⁄ ∝ 1.00

22 32

0.9996

2022 1∝  2032 10.9996 ∝0. 9 9993 ⁄   →  ∝∗       

INTERPOLANDO:

ESTRATO 1 2 3

2.4 2.597 2.578

2.3998 2.5968 2.5778


RESUMEN: ESTRATO E1 E2 E3

GRAVEDAD ESPECÍFICA 2.3998 2.5968 2.5778

CONCLUSIONES: 

Obtuvimos la gravedad específica de cada una de las muestras alteradas sacadas de cada estrato de nuestra calicata siendo estas trituradas previamente y pasadas por el tamiz N° 4.



Existen diversos métodos para la obtención de la gravedad específica de los sólidos pero en nuestro caso lo hallamos a través de las fiolas.



Los datos obtenidos fueron hallados de muestras alteradas.



La gravedad específica no tiene unidades debido a que esta es adimensional.



Para obtener la gravedad específica de un sólido este debe ser corregido por el coeficiente de corrección por temperatura.



Si comparamos nuestros resultados con los valores de gravedades específica típicas de suelos (Djoenaidi (1985) apud Bardet, 1997) se puede deducir lo siguiente: E1: material con presencia de limo con material orgánico E2: material Inorgánico arcilloso E3: material Inorgánico algo arenosa Estos resultados son muy similares a la descripción de los tres estratos hechos en la salida de campo y a los resultados de análisis granulométrico.



INTRODUCCIÓN En campo necesitamos obtener una porción del material o suelo de tal manera que las características de esta porción sean representativas del conjunto. En nuestra salida a campo cada grupo obtuvo dos muestras de la calicata 3, debidamente parafinadas en campo con ayuda de una estufa y una brocha, esto es para mantenerlos en su forma inalterada, las muestras inalteradaas son aquellas en las que se conserva la estructura y la humedad que tiene el suelo en el lugar donde se obtenga la muestra. Luego de obtener nuestra muestra inalterada, realizaremos el ensayo que se expone en este informe, llamado Ensayo de Peso Volumétrico de una Muestra de Suelo mediante el Método de la Parafina, resulta de suma importancia conocer el peso volumétrico de estas muestras de suelo para realizarlas pruebas pertinentes, ya que estos datos nos indican la calidad con respecto a los valores elevados corresponden a los suelos de buen comportamiento, y por otro lado para los de bajos valores son correspondientes a suelos débiles y absorbentes.

OBJETIVOS 

Determinar el peso volumétrico húmedo natural de suelos finos por el método de la parafina.



Conocer el método de ensayo y el tiempo mínimo de ejecución, para poder preveer en el ejercicio profecional,



Graficaremos luego la curva de Gauss con 14 datos obtenidos de diferentes brigadas, no obstante en este informe solo se detalla el procedimiento relalizado a dos muestras parafinadas, las cuales corresponden a las muestras extraídas por nuestra brigada en campo.

MARCO TEÓRICO PESO VOLUMÉTRICO  Es la relación del peso de la masa de los suelos entre su volumen de masa.

γW V

Donde:

γ  WV

= gravedad específica del suelo = masa del suelo = volumen de suelo

Se le conoce también como peso unitario o peso específico de masa. 

Es la densidad del suelo, se le conoce también como peso unitario o como peso específico de masa.


EQUIPOS Y MATERIALES:       

Balanza Brocha Parafina de peso específico conocido Balde con agua Tarro Espátula Hilo


PROCEDIMIENTO: 1° Paso: Tallamos una muestra sin agujeros ni grietas de la calicata, anotando la altura del estrato de donde se está extrayendo la muestra. (Para nuestro ensayo la altura fue de 0.85m)

2° Paso: Calentamos la parafina hasta derretirla y con la ayuda de la brocha cubrimos nuestra muestra con ésta, tratando de cubrir totalmente la muestra sin que quede ningún espacio vacío.

3° Paso: Procedemos a pesar la muestra de suelo parafinada y anotamos dicho peso en el formato. Debido a que también necesitamos el volumen de la muestra parafinada entonces éste lo hallamos de la siguiente manera: atamos con un hilo la muestra parafinada y la introducimos en el balde con agua, acá vamos a tomar el peso de la muestra sumergida y tenemos que: (Volumen de la Parafina + Suelo) = (Peso de la muestra + Parafina) – (Peso de la muestra + Parafina/Sumergida).


4° Paso: Se tiene que extraer la parafina de la muestra parafinada esto se realiza de la siguiente manera: se introduce la muestra en el tarro y se pone a calentar hasta obtener una sustancia liquida luego se deja enfriar para que la parafina suba a la superficie esto sucede debido a que la parafina tiene menor peso específico que el agua y el suelo. Cuando la parafina esta lista para sacarla del tarro, ésta se extrae con una espátula y se procede a pesar.

5° Paso: Se procede a realizar los cálculos:   

Vsuelo = Vsuelo + parafina –Vparafina

∆

= Vsuelo + parafina

Dónde: Wparafina = Wsuelo + parafina - Wsuelo


Por lo Tanto:

.. ∆−  Con el procedimiento anterior se obtienen los siguientes pesos: : peso de la muestra + parafina G1 G2 : peso de la muestra + parafina sumergida G1- G : peso de la parafina 









Con estos tres pesos podemos determinar el peso de la muestra sola que sería el peso de la muestra + parafina – el peso de la parafina.

    ()

Restando los primeros dos pesos medidos, este valor será el Volumen de la Muestra Parafinada, esto se basa en el principio de empuje hidrostático, que nos dice que el valor de la fuerza que el líquido produce sobre un cuerpo es igual al volumen sumergido de dicho cuerpo.

 +

Con la fórmula de peso volumétrico podemos hallar el volumen que ocupaba la parafina, esto es dividiendo el peso de parafina entre el peso volumétrico, cuyo valor conocido es 0.9 gr/cm 3.

  ()/. 

Para hallar el peso volumétrico de la muestra de suelo, usamos la fórmula dada al inicio, ya conocemos el peso de la muestra sola, el volumen de la muestra sola se obtiene de la resta del volumen de la muestra parafinada – el volumen de la parafina. Dividiendo estos dos datos obtenemos el Peso Volumétrico de la muestra, mediante el método de la parafina.

()   é    ()()/.

Estos cálculos de realizan para todas las muestras.


RESULTADOS: Primera muestra: G1 G2 G G3 G4 G5

Peso de la muestra + Parafina Peso de la muestra + Parafina/Sumergida Peso de la muestra sola(G1-G3) Peso de la Parafina Volumen de la Parafina + Suelo(G1-G2) Volumen de la Parafina (G3/0.9)

Peso Específico (G/G4-G5)

Peso (gr) Volumen (cm3) 100.02 40.2 89.06 10.96 59.82 12.178

1.869

Segunda muestra: G1 G2 G G3 G4 G5

Peso de la muestra + Parafina Peso de la muestra + Parafina/Sumergida Peso de la muestra sola(G1-G3) Peso de la Parafina Volumen de la Parafina + Suelo(G1-G2) Volumen de la Parafina (G3/0.9)

Peso Específico (G/G4-G5)

1.842

Peso (gr) Volumen (cm3) 63.8 20.5 48.56 15.24 43.3 16.933


OBTENCIÓN DE LA CURVA DE GAUUS: MARCO TEÓRICO: ELEMENTOS DE ESTADÍSTICA Y PROBABILIDAD Estos elementos se aplican para realizar una curva de distribución normal o curva de Gauss. Los conceptos de estadística y probabilidad que se presentan son elementales, pero generalmente suficientes para la aplicación en programas de muestreo en suelos. Esto se debe a que los suelos generalmente obedecen a leyes dispersas de distribución tanto en:    

Tamaño de los granos. Tipo de suelos. Variaciones horizontales y verticales Propiedades físicas de ingeniería: C3, φ, E1, los cuales varían de muestra en muestra de una manera aleatoria

Las técnicas de ensayos pueden introducir errores no aleatorios llamados sesgo. La distribución aleatoria de efectos pertenece a un suelo particular debe considerarse cada capa separadamente para aplicar los conceptos estadísticos de la media, desviación estándar y numero de muestras. Cuando se supone que las leyes de distribución aleatoria son aplicables, los resultados producen una curva de distribución normal que es simétrica alrededor del centroide.


TÉRMINOS DE INTERÉS:    



 ̅ 

: Número de ensayos de tamaño de la muestra. : Valor de interés de ensayo:

  % ,

,

: Promedio de la muestra calculada.

MEDIA

: Valor medio escogido de tal manera que la mitad de los ensayos está por encima y la otra mitad por debajo.

MODA

: Máximo valor del pico de la curva de distribución

DISTRIBUCIÓN NORMAL: Una variable aleatoria continua, X, sigue una distribución normal de media μ y desviación típica σ, y se designa por N (μ, σ), si se cumplen las siguientes condiciones:  

La variable puede tomar cualquier valor: (-∞, +∞) La función de densidad, es la expresión en términos de ecuación matemática de la curva de Gauss:

 − −    ()  √    

Donde: X: cualquier valor de la abscisa tal como: 0, ±1, ±2, ±3

,…….

γ

Esta función puede mostrar valores como Límite Líquido (LL), Límite Plástico (LP), Porcentaje de Humedad (%W) y como en este ensayo Peso Volumétrico ( )

Media:

Varianza:

 ∑= 


Desviación Estándar:

 1    [∑=  ]    1 [∑=  ] ̅  

Coeficiente de Varianza:


RESULTADOS:

Los resultados de las 7 brigadas fueron lo siguiente: ITEMS G1 G2 G G1-G G1-G2 (G1-G)/0.9 (G)/[(G1-G2)-(G1-G)/0.9]

Peso de la muestra + Parafina (gr) Peso de la muestra + Parafina/Sumergida (gr) Peso de la muestra sola (gr) Peso de la Parafina (gr) Volumen de la Parafina + Suelo (cm3) Volumen de la Parafina (cm3) Peso Volumétrico de la Muestra (gr/cm3)

ITEMS G1 G2 G G1-G G1-G2 (G1-G)/0.9 (G)/[(G1-G2)-(G1-G)/0.9]

Peso de la muestra + Parafina (gr) Peso de la muestra + Parafina/Sumergida (gr) Peso de la muestra sola (gr) Peso de la Parafina (gr) Volumen de la Parafina + Suelo (cm3) Volumen de la Parafina (cm3) Peso Volumétrico de la Muestra (gr/cm3)

DATOS-1

DATOS-2

160.3 62.55 147.63 12.67 97.75 14.08 1.764

77.7 29.9 70.05 7.65 47.8 8.5 1.782

DATOS-3 DATOS-4 DATOS-5 DATOS-6 DATOS-7 110 38.2 95.5 14.5 71.8 16.1 1.715

73 25 62.5 10.5 48 11.67 1.72

62.85 26.65 57.65 5.2 36.2 5.78 1.895

70.95 27.5 61.4 9.55 43.45 10.61 1.869

115.7 49.6 107.5 8.2 66.1 9.11 1.886

DATOS-8

DATOS-9

DATOS10

DATOS11

DATOS12

DATOS13

DATOS14

229.6 89.9 216.6 13 139.7 14.44 1.729

104.5 41.5 95.7 8.8 139.7 14.4 1.798

102.3 39.8 94.1 8.2 63 9.8 1.763

111.4 40.05 99.8 11.6 71.35 9.1 1.707

216.4 80.7 197 19.4 135.7 21.6 1.726

100.02 40.2 89.06 10.96 59.82 12.18 1.869

63.8 20.5 48.56 15.24 43.3 16.93 1.842


PESOS VOL. 1.707 1.715 1.72 1.726 1.729 1.763 1.764 1.782 1.7903571 1.798 1.842 1.869 1.869 1.886 1.895

DISTRIBUCION 2.790097952 3.186065914 3.438161877 3.74124632 3.891667258 5.333987278 5.364017584 5.726034 5.767986125 5.732877899 4.364791708 3.021942739 3.021942739 2.217150653 1.836421056

CURVA DE GAUSS DISTRIBUCION 7 6 5 4 3 2 1 0 1.65

1.7

1.75

1.8

1.85

1.9

1.95


CONCLUSIONES 1. El promedio de los pesos volumétricos de las 14 muestras ensayadas es 1.79035714 gr/cm3. Debido a que solo se conocen 14 puntos de la distribución normal, la gráfica de la curva de Gauss no es perfectamente simétrica, este cambio también está sujeto a variaciones en el procedimiento ya que se hicieron con datos de diferentes grupos. Aún así el precedimiento y la aproximación de la gráfica indican que los resultados son verídicos. 2. La desviación estándar de los 14 pesos volumétricos calculados es 0.06916492. 3. Al graficar la curva de gauss, ubicamos el valor máximo, trazamos una recta paralela al eje vertical, el valor intersectado en el eje horizontal debe darnos la media de los 14 pesos volumétricos. 4. Si algún valor quedase fuera de la tendencia de la curva, querrá decir que ese valor es erróneo y se deberá eliminarse.



SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS MARCO TEÓRICO: Este sistema fue propuesto por Arturo Casagrande como una modificación y adaptación más general a su sistema de clasificación propuesto en el año 1942 para aeropuertos. Esta clasificación divide los suelos en:   

Suelos de grano grueso. Suelos de grano fino. Suelos orgánicos.

Los suelos de granos grueso y fino se distinguen mediante el tamizado del material por el tamiz No.200.Los suelos gruesos corresponden a los retenidos en dicho tamiz y los finos a los que lo pasan, de esta forma se considera que un suelo es grueso si más del 50% de las partículas del mismo son retenidas en el tamiz No. 200 y fino si más del 50% de sus partículas son menores que dicho tamiz. Los suelos se designan por símbolos de grupo. El símbolo de cada grupo consta de un prefijo y un sufijo. Los prefijos son las iniciales de los nombres en inglés de los seis principales tipos de suelos (grava, arena, limo, arcilla, suelos orgánicos de grano fino y turbas), mientras que los sufijos indican subdivisiones en dichos grupos. a) SUELOS GRUESOS: Se dividen en gravas (G) y arena (S), y se separan con el tamiz No. 4, de manera que un suelo pertenece al grupo de grava si más del 50% retiene el tamiz No. 4 y pertenecerá al grupo arena en caso contrario. b) SUELOS FINOS: El sistema unificado considera los suelos finos divididos entre grupos: limos inorgánicos (M), arcillas inorgánicas (C) y limos y arcillas orgánicas (O). Cada uno de estos suelos se subdivide a su vez según su límite líquido, en dos grupos cuya frontera es Ll = 50%. Si el límite líquido del suelo es menor de 50 se añade al símbolo general la letra L (low compresibility). Si es mayor de 50 se añade la letra H (hig compresibility). Obteniéndose de este modo los siguientes tipos de suelos: ML OL CL CH MH OH

: Limos Inorgánicos de baja compresibilidad. : Limos y arcillas orgánicas. : Arcillas inorgánicas de baja compresibilidad. : Arcillas inorgánicas de alta compresibilidad. : Limos inorgánicos de alta compresibilidad. : arcillas y limos orgánicas de alta compresibilidad.


A continuación se presenta la tabla de la clasificación SUCS:


DIVISIONES PRINCIPALES

Símbolos del grupo GW

GRAVAS Más de la mitad de la fracción gruesa es retenida por el tamiz número 4 (4,76 mm) SUELOS DE GRANO GRUESO Más de la mitad del material retenido en el tamiz número 200 ARENAS Más de la mitad de la fracción gruesa pasa por el tamiz número 4 (4,76 mm)

Gravas limpias (sin o con pocos finos) GP GM

NOMBRES TÍPICOS

Determinar porcentaje de grava y arena Gravas, bien graduadas, mezclas grava-arena, pocos finos en la curva granulométrica. Según el o sin finos. porcentaje de finos (fracción inferior a l tamiz número 200). Los suelos de grano Gravas mal graduadas, mezclas grava-arena, pocos finos grueso se clasifican como sigue: o sin finos. Gravas limosas, mezclas grava-arena-limo.

Gravas con finos (apreciable cantidad de finos)

Limos y arcillas: Límite líquido mayor de 50

Suelos muy orgánicos

GM, GC, SM, SC.

CU   >4 C (×) entre 1 a 3 ;

No cumplen con las especificaciones de granulometría para GW.

IP<4 IP>7 CU   >6 C (×) entre 1 a 3

Límites de Atterberg debajo de la línea A o .

Límites de Atterberg sobre la línea A con .

GC

Gravas arcillosas, mezclas grava-arena-arcilla.

SW

Arenas bien graduadas, arenas con grava, pocos finos o sin finos.

SP

Arenas mal graduadas, arenas con grava, pocos finos o sin finos.

SM

Arenas limosas, mezclas de arena y limo.

Límites de Atterberg debajo de la línea A o .

SC

Arenas arcillosas, mezclas arena-arcilla.

Límites de Atterberg sobre la línea A con .

ML

Limos inorgánicos y arenas muy finas, limos limpios, arenas finas, limosas o arcillosas, o limos arcillosos con ligera plasticidad.

CL

Arcillas inorgánicas de plasticidad baja a media, arcillas con grava, arcillas arenosas, arcillas limosas.

OL

Limos orgánicos y arcillas orgánicas limosas de baja plasticidad.

MH

Limos inorgánicos, suelos arenosos finos o limosos con mica o diatomeas, limos elásticos.

CH

Arcillas inorgánicas de plasticidad alta.

OH

Arcillas orgánicas de plasticidad media a elevada; limos orgánicos.

PT

Turba y otros suelos de alto contenido or gánico.

Arenas con finos (apreciable cantidad de finos)

SUELOS DE GRANO FINO Más de la mitad del material pasa por el tamiz número 200

<5% ⇒ >12% ⇒ 5 al 12%⇒

GW, GP, SW, SP.

Arenas limpias (pocos o sin finos)

Limos y arcillas: Límite líquido menor de 50

IDENTIFICACIÓN DE LABORATORIO

Casos límite que requieren usar doble símbolo.

Encima de línea A con IP entre 4 y 7 son casos límite que requieren doble símbolo.

;

Cuando no se cumplen simultáneamente las condiciones para SW.

IP<4 IP>7

Los límites situados en la zona rayada con IP entre 4 y 7 son casos intermedios que precisan de símbolo doble.


APLICACIÓN Y RESULTADOS: A. PARA EL ESTRATO 1 (E-1):

⇒

1. % que pasa el tamiz N° 200 = 96.64 Nos dirigimos a la tabla y vemos que se trata de un S UE L O FIN O. 2. Para clasificar el suelo como limo o arcilla, es necesario dirigirse al resultado de límite líquido que se hizo anteriormente LL (E1) = 47.87, nos ubicaríamos en el primer recuadro.

3. Finalmente para su clasificación, es necesario dirigirse al índice de plasticidad hallado anteriormente, donde IP = 22.5 y LL = 47.87, así:

4. Entonces la clasificación del suelo será: CL


B. PARA EL ESTRATO 2 (E-2):

⇒

1. % que pasa el tamiz N° 200 = 59.96 Nos dirigimos a la tabla y vemos que se trata de un suelo FINO 2. Para clasificar el suelo como limo a arcilla, es necesario dirigirse al resultado de límite líquido que se hizo anteriormente LL (E2) = 29.37, nos ubicaríamos en el primer recuadro.


4. Entonces la clasificación del suelo será: CL


C. PARA EL ESTRATO 3 (E-3):

⇒

1. % que pasa el tamiz N° 200 = 59.81 Nos dirigimos a la tabla y vemos que se trata de un S UE L O FIN O. 2. Para clasificar el suelo como limo a arcilla, es necesario dirigirse al resultado de límite líquido que se hizo anteriormente LL (E1) = 21.72, nos ubicaríamos en el primer recuadro.


4. Entonces la clasificación del suelo será: ML


CONCLUSIONES: 1. Todos los estratos de suelo analizados en laboratorio son material se pudo constatar visualmente en campo.

FINO ,

eso

2. Los resultados indican que todos los estratos cuentan con la presencia de arcilla y limo sin embargo en la descripción de la clasificación SUCS, se puede identificar las características que se observaron en campo. Para una descripción de las características del suelo más completa, nos apoyamos del ensayo de GRAVEDAD ESPECÍFICA, en donde también se pudo obtener algunos resultados de acuerdo a los valores de gravedades específica típicas de suelos (Djoenaidi (1985) apud Bardet, 1997) de donde se obtuvo lo siguiente: E1: material con presencia de limo con material orgánico E2: material Inorgánico arcilloso E3: material Inorgánico algo arenosa Entonces en relacionando estos resultados con la clasificación SUCS se obtendría lo siguiente: ESTRATO CLASIFICACIÓN CARACTERÍSTICAS

E1 E2 E3

CL CL ML

Arcilla limosa Arcilla inorgánica de plasticidad baja o media Limo arenoso

3. Como se acaba de demostrar todos los ensayos hechos en laboratorio son importantes de conocer, y ellos se relacionan mutuamente ayudando así a una clasificación y descripción más precisa del suelo.


CLASIFICACIÓN AASHTO MARCO TEÓRICO: La American Associattion of State Highway Officials adoptó este sistema de clasificación de suelos (AASHTO M 145), tras varias revisiones del sistema adoptado por el Bureau of Public Roads de Estados Unidos, en el que 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. A continuación se muestra la tabla para la clasificación AASHTO y el orden en el que se deben buscar los valores.

2°

3° 1°

ÍNDICE DE GRUPO:

Donde:

0.2+0.005+0.01


   

∶35%≤%  ° 200≤75% ∴1≤≤40 ∶15%≤%  ° 200≤55% ∴1≤≤40 ∶40%≤ %  ≤60% ∴1≤≤20 ∶10%≤ % ≤30% ∴1≤≤20

1, 2, 3 indican un orden en la ubicación de propiedades para una clasificación óptima.

APLICACIÓN Y RESULTADOS: a) PARA EL ESTRATO 1 (E-1): 1. Índice plástico del suelo: IP=22.5, del cuadro seleccionamos las posibles opciones: A-2-6, A-2-7, A-6, A-7 2. % que pasa la malla N°200 = 96.64, entonces seleccionamos de las opciones antes encontradas: A-6, A-7 3. Ubicamos el límite líquido del estrato: LL = 47.87, entonces seleccionamos de las opciones antes encontradas:

A-7 4. Ahora encontramos el índice de grupo, para encontrarlo remplazamos los valores en la fórmula antes mencionada.

0.2+0.005+0.01  0.2(40)+0.005(40)(7.87)+0.01(40)(12.5) 14.574≈15

5. Entonces la clasificación del suelo será: A-7 (15) b) PARA EL ESTRATO 1 (E-2):

1. Índice plástico del suelo: IP=10.44, del cuadro seleccionamos las posibles opciones: A-2-6, A-2-7, A-6, A-7


2. % que pasa la malla N°200 = 59.96, entonces seleccionamos de las opciones antes encontradas: A-6, A-7 3. Ubicamos el límite líquido del estrato: LL = 29.37, entonces seleccionamos de las opciones antes encontradas: A-6 4. Ahora encontramos el índice de grupo, para encontrarlo remplazamos los valores en la fórmula antes mencionada.

0.2+0.005+0.01 0.2(24.96)+0.005(24.96)(1)+0.01(40)(0.44) 5.293≈5

5. Entonces la clasificación del suelo será: A-6 (5) C) PARA EL ESTRATO 3 (E-3):

1. Índice plástico del suelo: IP=3.53, del cuadro seleccionamos las posibles opciones: A-1,A-2-4, A-2-5, A-4, A-5 2. % que pasa la malla N°200 = 59.81, entonces seleccionamos de las opciones antes encontradas: A-4, A-5 3. Ubicamos el límite líquido del estrato: LL = 21.72, entonces seleccionamos de las opciones antes encontradas:

A-4 4. Ahora encontramos el índice de grupo, para encontrarlo remplazamos los valores en la fórmula antes mencionada.

0.2+0.005+0.01 0.2(24.81)+0.005(24.81)(1)+0.01(19.81)(1) 5. 2 8≈5

5. Entonces la clasificación del suelo será: A-4 (5)

CONCLUSIONES:

Informe de Suelos

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