PRÁCTICA DE LABORATORIO GRANULOMETRÍA Y LÍMITES DE ATTERBERG RBERG
DOCENTE:
Ing. Vicente Albiñana Albiñana Torregrosa Torregrosa CURSO:
Mecánica de Suelos I INTEGRANTES:
FLORES SANTISTEBAN FRANCIS BERGARA ROMAN MARLITH JARA VASQUEZ JOSE GALLO DELGADO CARLOS CARRASCO CAPO KEVIN
ÍNDICE INTRODUCCIÓN........................................................................................................................ 2 OBJETIVOS:............................................................................................................................... 3 CAPÍTULO I: GENERALIDADES GENERALIDADES ........................................................................................... 4 1.1.
DEFINICIÓN DE GRANULOMETRÍA: GRANULOMETRÍA: ................................................................... 4
1.2.
DEFINICIÓN DE TAMIZ: .......................................................................................... 4
1.3.
DEFINICIÓN DE SUELO: ......................................................................................... 5
CAPÍTULO II: ENSAYO DE GRANULOMETRÍA DEL SUELO ......................................... 5 2.1.
MATERIALES E INSTRUMENTOS UTILIZADOS:.............................................. 6
2.2. PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR EL ENSAYO GRANULOMÉTRICO GRANULOMÉTRICO DEL SUELO PARA MUESTRAS ALTERADAS E INALTERADAS ............................. 7 2.3.
TABLAS DE DATOS Y RESULTAOS OBTENIDOS......................................... 10
2.4. CURVA GRANULOMÉTRICA DE LA MUESTRA ALTERADA ALTERADA E INALTERADA....................................................................................................................... 11 CAPITULO III: LÍMITES DE ATTERBERG ATTERBERG ......................................................................... 13 3.1.
LÍMITE LÍQUIDO (CUCHARA DE CASA GRANDE)......................................... 14
3.2.
LÍMITE PLÁSTICO .................................................................................................. 20
CONCLUSIONES: ................................................................................................................... 27
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INTRODUCCIÓN En el presente informe se presentará el procedimiento y cálculos para el análisis granulométrico y los límites Atterberg para lo cual se utilizó muestras inalteradas y alteradas, dichos ensayos se realizaron en el laboratorio de la universidad. El ensayo de granulometría se realizó para clasificar el suelo en grava, arena, limos, etc. El cual trata de la separación del suelo para determinar sus tamaños por una serie de tamices ordenadas de mayor a menor abertura, y luego al expresaremos de dos maneras analíticamente o gráfica, analíticamente a través de tablas, calculando los porcentajes retenidos y los porcentajes que pasa por cada tamiz, y gráficamente mediante una curva. Para obtener la distribución de tamaños, se emplean tamices normalizados y numerados, dispuestos en orden decreciente. El análisis granulométrico al cual 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. Los límites de Atterberg se basan en el concepto de que en un suelo de grano fino solo pueden existir 4 estados de consistencia según su humedad. Así, un suelo se encuentra en estado sólido, cuando está seco. Al agregársele agua poco a poco va pasando sucesivamente a los estados de semisólido, plástico, y finalmente líquido. Los contenidos de humedad en los puntos de transición de un estado al otro son los denominados límites de Atterberg. Los ensayos se realizan en el laboratorio y miden la cohesión del terreno y su contenido de humedad, para ello se forman pequeños cilindros de 3mm de espesor con el suelo.
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OBJETIVOS:
Conocer el uso correcto de los instrumentos del laboratorio.
Conocer y adquirir conocimientos del método de análisis granulométrico mecánico para poder determinar de manera adecuada la distribución de las partículas de un suelo.
Dibujar e interpretar la curva granulométrica. Aplicar el método de análisis granulométrico para una muestra de suelo.
Verificar si el suelo puede ser utilizado para la construcción de proyectos.
Clasificar el suelo estudiado mediante la obtención de la información requerida para desarrollar el Sistema de clasificación SUCS.
Determinar el contenido de humedad en una muestra de suelo.
Determinar el límite líquido (LL) y el límite plástico (LP), y el índice de plasticidad (IP).
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CAPÍTULO I: GENERALIDADES 1.1.
DEFINICIÓN DE GRANULOMETRÍA:
Se refiere a las proporciones relativas en que se encuentran las diferentes partículas minerales del suelo (grava, arena, limo y arcilla) expresada con base al peso seco del suelo (en %) después de la destrucción de los agregados. La granulometría estudia la distribución de las partículas que conforman un suelo según su tamaña, lo cual ofrece un criterio obvio para una clasificación descriptiva. La variedad del tamaño de las partículas casi es ilimitada.
1.2.
DEFINICIÓN DE TAMIZ:
Utensilio que se emplea para separar las partes finas de las gruesas de algunos materiales (agregados). El tamiz está formado por una tela metálica o rejilla tupida que está sujeta a un aro. En otras palabras, el tamiz es una malla de filamentos que se entrecruzan dejando unos huecos cuadrados, estos cuadrados deben tener el mismo tamaño, ya que éste determinará el tamaño de lo que va a atravesar el hueco, también conocido como "luz de malla". Para la clasificación de los materiales, se emplean tamices de varias luces de malla que pueden apilarse uno encima de otro, de manera que el de mayor luz de malla sea el superior y que ésta vaya disminuyendo hasta el tamiz inferior.
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1.3.
DEFINICIÓN DE SUELO:
Es la capa más superficial de la corteza terrestre, que resulta de la descomposición de las rocas por los cambios bruscos de temperatura y por la acción del agua, del viento y de los seres vivos.
CAPÍTULO II: ENSAYO DE GRANULOMETRÍA DEL SUELO El análisis granulométrico puede expresarse de dos formas:
1. Analítica. Mediante tablas que muestran el tamaño de la partícula contra el porcentaje de suelo menor de ese tamaño (porcentaje respecto al peso total).
2. Gráfica. Mediante una curva dibujada en papel log-normal a partir de puntos cuya abscisa en escala logarítmica es el tamaño del grano y cuya ordenada en escala natural es el porcentaje del suelo menor que ese tamaño (Porcentaje respecto al peso total). A esta gráfica se le denomina curva granulométrica. Al realizar el análisis granulométrico distinguimos en las partículas cuatro rangos de tamaños:
Grava: Constituida por partículas cuyo tamaño es mayor que 4.76 mm. Arena: Constituida por partículas menores que 4.76 mm y mayores que 0.074 mm. Limo: Constituido por partículas menores que 0.074 mm y mayores que 0.002 mm. Arcilla: Constituida por partículas menores que 0.002 mm.
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2.1.
MATERIALES E INSTRUMENTOS UTILIZADOS:
Muestra de suelo alterada e
Agua
inalterada
Balanza
Cucharones
Horno
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Tara
2.2.
PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR EL ENSAYO GRANULOMÉTRICO DEL SUELO PARA MUESTRAS ALTERADAS E INALTERADAS
1. Primero se pesa 500 g de cada muestra alterada e inalterada.
2. Luego se deja saturar por 24 horas.
3. La muestra ya saturada se pasa por el tamiz N°200. Esto se hace para eliminar las arcillas. Lo que se retiene en la malla nos servirá para realizar nuestro ensayo de granulometría.
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4. La muestra obtenida después de ser lavada, se lleva al horno por el lapso de 24 horas para que seque.
5. Luego la muestra ya seca se pasa por los tamices respectivos (N°4,8,10,16,20,30,40,50,80,100 y 200)
6.
Se pesa lo que se retiene en cada tamiz y se toma nota de esos pesos, para después realizar la curva granulométrica.
Pesos retenidos de la muestra inalterada:
pág. 8
Pesos retenidos de la muestra alterada:
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2.3.
TABLAS DE DATOS Y RESULTAOS OBTENIDOS Muestra inalterada: tara Muestra Peso seco + tara Peso seco
Muestra alterada: Tara
76.57 gr
muestra
500 gr
Peso seco + tara
504.2 gr
Peso seco
427.5 gr
Datos para granulometría alterada: Peso inicial sin tara
157.6 gr
Peso lavado con tara
13.3 gr
Datos para granulometría inalterada: Peso inicial sin tara Peso lavado con tara
18.5 gr 500 gr 492.5 gr 414.00 gr
161.3 5.2
Pesos retenidos de la muestra alterada: Muestra alterada Peso retenido sin tara N° 4
1.1 gr
N° 10
3.5 gr
N° 20
1.1 gr
N° 40
0.5 gr
N° 50
0.5 gr
N° 80
1.0 gr
N° 100
0.7 gr
N° 200
4.1 gr
Fondo
0.8 gr
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Pesos retenidos de la muestra inalterada:
muestra inalterada Pesos retenidos sin tara
2.4.
N° 4
0 gr
N° 10
0.6 gr
N° 20
0.7 gr
N° 40
0.5 gr
N° 50
0.3 gr
N° 80
0.6 gr
N° 100
0.4 gr
N° 200
2.3 gr
Fondo
0.2 gr
CURVA GRANULOMÉTRICA DE LA MUESTRA ALTERADA E INALTERADA Curva granulométrica de la muestra alterada:
Desing. del Tamiz US
mm
Peso Retenido gr,
% Retenido
% Acumulado
% Que pasa
Nº 4
4.750
1.10
8.27
8.27
91.73
Nº 8
2.360
0.00
0.00
8.27
91.73
Nº 10
2.000
3.50
26.32
34.59
65.41
Nº 20
0.850
1.10
8.27
34.59
57.14
Nº 30
0.600
0.00
0.00
34.59
57.14
Nº 40
0.425
0.50
3.76
38.35
53.38
Nº 50
0.300
0.50
3.76
42.11
49.62
Nº 80
0.180
1.00
7.52
49.62
42.11
Nº 100
0.150
0.70
5.26
54.89
36.84
Nº 200
0.075
4.10
30.83
85.71
6.02
PLATILLO
0.8
6.02
91.73
0.00
TOTAL
13.30
pág. 11
a s a
0.010
0.100
1.000
10.000
Abertura de malla (mm)
Curva granulométrica de la muestra inalterada: % Retenido
% Acumulado
% Que pasa
0.00
0.00
0.00
100.00
2.360
0.60
9.23
9.23
90.77
Nº 10
2.000
0.70
10.77
20.00
80.00
Nº 20
0.850
0.50
7.69
27.69
72.31
Nº 30
0.600
0.30
4.62
32.31
67.69
Nº 40
0.425
0.60
9.23
41.54
58.46
Nº 50
0.300
0.30
4.62
46.15
53.85
Nº 80
0.180
0.60
9.23
55.38
44.62
Nº 100
0.150
0.40
6.15
61.54
38.46
Nº 200
0.075
2.30
35.38
96.92
3.08
PLATILLO
0.2
3.08
100.00
0.00
TOTAL
6.50
Desing. del Tamiz US
mm
Peso Retenido gr,
Nº 4
4.750
Nº 8
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a s a p e u
0.010
0.100
1.000
10.000
Abertura de malla (mm)
CAPITULO III: LÍMITES DE ATTERBERG
Los contenidos de agua en los que el suelo pasa de un estado a otro se denominan límites de consistencia o límites de Atterberg.
Los límites de consistencia son valores de humedad.
Límite líquido: Humedad a partir de la cual el suelo pasa a comportarse como un lodo y tiende a fluir bajo su propio peso.
Límite plástico: Mínimo contenido de agua con el que el suelo permanece en estado plástico.
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Límite de retracción: Humedad en la que una pérdida mayor de agua no provoca disminución en el volumen del suelo.
3.1. LÍMITE LÍQUIDO (CUCHARA DE CASA GRANDE)
DEFINICIÓN:
El límite líquido es el contenido de humedad, expresado en porciento del peso del suelo seco. Este límite se define arbitrariamente como el contenido de humedad necesario para que las dos mitades de una pasta de suelo de 1 cm., de espesor fluyan y se unan en una longitud de 12 mm, aproximadamente, en el fondo de la muesca que separa las dos mitades, las mismas que se van a unir de acuerdo a un determinado número de golpes como: 30-35, 20-25, 15-20.
EQUIPOS UTILIZADOS:
TARA: Se utiliza para colocar y
BALANZA: Se utiliza para
pesar la muestra de suelo.
pesar la muestra
CUCHARA DE CASA GRANDE:
MUESTRA: Se utiliza para realizar los ensayos.
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HORNO: Se utiliza para secar la muestra.
PROCEDIMIENTO:
1. Se deja secar la muestra.
2. Se tritura la muestra con la ayuda de un martillo de goma u otro equipo (pesa de la balanza).
3. La muestra se pasa por el tamiz N° 40, con el fin de separar arcillas y limos.
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4. Una cierta cantidad de muestra que se obtuvo al pasar por el tamiz N° 40, se deja reposar en agua destilada por un lapso de 24 horas.
5. Transcurrida las 24horas se bate la muestra para homogenizarla y eliminar el oxígeno que pueda contener.
6. Se coloca una porción de muestra en la copa de casa grande, luego se enrasa y se usa el acanalador para dividir la muestra.
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7. Una vez que la copa este a 1cm, se levanta y se deja caer la copa a razón de 2 golpes por segundo hasta que el surco se cierre 13mm, se debe llevar la cuenta de los golpes.
8. El proceso se realizara tres veces siguiendo los parámetros: 30-35, 20-25, 15-20 golpes. 9. Una pequeña porción de esa muestra se coloca sobre una tara y anotamos su peso.
10. Dichas porciones de muestras obtenidas se llevan al horno por 24 horas.
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11. Se vuelve a pesar después de retirarlas del horno.
RESULTADOS OBTENIDOS DE LA MUESTRA INALTERADA:
LÍMITE LÍQUIDO CÁPSULA No.
PESO CÁPSULA + MUESTRA HÚMEDA (gr)
PESO CÁPSULA + MUESTRA SECA (gr)
PESO DEL AGUA Ww (gr)
PESO CÁPSULA
PESO DE SULO SECO (gr)
PORCENTAJE DE HUMEDAD
NUMERO DE GOLPES
6
27.80
24.50
3.30
16.30
8.20
40.24
35
9
29.00
25.50
3.50
17.00
8.50
41.18
23
10
26.70
23.40
3.30
16.10
7.30
45.21
15
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NOTA: el contenido de humedad correspondiente a los 25 golpes en la gráfica es 41.80
RESULTADOS OBTENIDOS DE LA MUESTRA ALTERADA:
LÍ MITE LÍ QUIDO CÁPSULA No.
PESO CÁPSULA + MUESTRA HÚMEDA (gr)
PESO CÁPSULA + MUESTRA SECA (gr)
PESO DEL AGUA Ww (gr)
PESO CÁPSULA
PESO DE SULO SECO (gr)
PORCENTAJE DE HUMEDAD
NUMERO DE GOLPES
M1
35.40
32.50
2.90
25.90
6.60
43.94
34
LA-4
27.60
24.50
3.10
17.70
6.80
45.59
25
LA-10
29.30
25.40
3.90
17.60
7.80
50.00
15
NOTA: el contenido de humedad correspondiente a los 25 golpes en la gráfica es 46.13
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3.2. LÍMITE PLÁSTICO
DEFINICIÓN:
El límite plástico es la mínima humedad con la que el suelo tiene un comportamiento plástico, es decir, el suelo no admite deformaciones sin rotura.
EQUIPOS UTILIZADOS:
MUESTRA ALTERADA E INALTERADA
BALANZA
HORNO
AGUA DESTILADA
TARA
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PROCEDIMIENTO:
3. Se deja secar la muestra para que pierda la humedad naturalmente.
2. con la ayuda del martillo de gama, se procede a romper los terrones de muestra.
1. Una vez hecho lo anterior, la muestra se pasa por la malla N°40, esto para separar las arcillas con los limos.
4. La muestra una vez que se pasó por la malla, se pone a saturar, con agua destilada, por el lapso de 24 horas.
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5. Se bate o remueve la muestra para uniformar y formar una masa consistente de la muestra.
6. Luego sacamos una porción de muestra altera e inalterada.
7. Después procedemos con la ayuda de la palma de la mano a hacer los cilindros de 3 mm.
8.
Finalmente los cilindros se colocan al horno y transcurridas las 24 horas se vuelven a pesar.
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RESULTADOS OBTENIDOS DE LA MUESTRA INALTERADA SEGÚN SUCS:
L Í MITE PL ÁSTI CO CÁPSULA No.
PESO CÁPSULA + PESO CÁPSULA + MUESTRA HÚMEDA MUESTRA SECA (gr) (gr)
11
18.30
PESO CÁPSULA
18.00
PESO DEL PESO DE CONTENIDO DE AGUA Ww SUELO SECO AGUA W% (gr) (gr)
16.20
0.30
16.67
1.80
Muestra L.L % L.P % I.P %
41.80 16.67 25.14
CARTA DE PLASTICIDAD 60
) % P I (
O C I T S Á L P E C I D N Í
50
CH
40 30
CL
20
MH o
OH
10
OL o ML 0 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
LIMITE LIQUIDO (LL-%)
RESULTADOS OBTENIDOS DE LA MUESTRA INALTERADA SEGÚN AASHTO: Muestra inalterada TAMAÑO (mm)
Muestra Inalterada
% QUE PASA
L.L %
41.80
N° 40 (0.425)
58.46
L.P %
16.67
N° 200 (0.075)
3.08
I.P % F
25.14 3.08
IG = (F - 35) [0.2 + 0.005 (LL - 40)] + 0.01 (F - 15) (IP - 1O) IG = (3.08 - 35) [0.2 + 0.005 (41.80 - 40)] + 0.01 (3.08 - 15) (25.14 - 1O) IG = - 8.5 IG = 0
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El índice de grupo siempre se reporta aproximándolo al número entero más cercano. Si es negativo se reporta como cero .
Por lo tanto:
La clasificación es A-3 (0)
Tipología: Arena Fina
Calidad: Excelente a buena
RESULTADOS OBTENIDOS DE LA MUESTRA ALTERADA SEGÚN SUCS: LÍ MITE PLÁSTI CO
CÁPSULA No. 11
PESO CÁPSULA + PESO CÁPSULA + MUESTRA HÚMEDA MUESTRA SECA (gr) (gr) 24.60
24.10
PESO CÁPSULA 21.40
PESO DEL PESO DE AGUA Ww SUELO SECO (gr) (gr) 0.50
2.70
CONTENI DO DE AGUA W% 18.52
Muestra L.L % L.P % I.P %
46.13 18.52 27.61
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CARTA DE PLASTICIDAD 60
) % P I ( O C I T S L P E C I D N
50
CH
40 30
CL
20
MH o
OH
10
OL o ML 0 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
LIMITE LIQUIDO (LL-%)
RESULTADOS OBTENIDOS DE LA MUESTRA ALTERADA SEGÚN AASHTO:
Muestra alterada TAMAÑO (mm)
% QUE PASA
N° 40 (0.425)
53.38
N° 200 (0.075)
6.02
Muestra alterada L.L %
46.13
L.P %
18.52
I.P % F
27.61 6.02
IG = (F - 35) [0.2 + 0.005 (LL - 40)] + 0.01 (F - 15) (IP - 1O) IG = (6.02 - 35) [0.2 + 0.005 (46.13 - 40)] + 0.01 (6.02 - 15) (27.61 - 1O) IG = - 8.3 IG = 0
El índice de grupo siempre se reporta aproximándolo al número entero más cercano. Si es negativo se reporta como cero .
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Por lo tanto:
La clasificación es A-3 (0)
Tipología: Arena Fina
Calidad: Excelente a buena
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CONCLUSIONES:
Con los conocimientos prácticos y teóricos en la exploración; y en el procedimiento pudimos llegar a la obtención del contenido de humedad deseado.
Desarrollamos destrezas y obtuvimos habilidades para poder realizar un muestreo adecuado de los suelos, así como la identificación en el campo de los suelos, considerándose su textura, plasticidad, color, etc. Se vio que a mayor profundidad mayor contenido de humedad.
Determinamos la cantidad de agua que posee una muestra de suelo, con respecto al peso seco de la muestra posteriormente hallado en laboratorio.
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