FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
CLASIFICACIÓN GRANULOMÉTRICA INTEGRANTES: VILLALOBOS PEREZ JHONATAN MORALES CHINCHAY XIMENA CHAVEZ TIRADO RICARDO CASTRO VÁSQUEZ DANIEL CORONEL GONZALES FABIAN CURO DEZA GUSTAVO DOCENTE: ING. SOCRÁTES
CURSO: MECÁNICA DE SUELOS I
CICLO: VI
CHICLAYO - PERÚ 2018
INDICE
G E NE R AL IDA DE S ______ _________ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ___ 4 1.
Introducción Intro ducción __________________________ __________ ________________________________ _________________________ _________ 4
2.
Objetivos ______________________________________________________ 5
3.
Antecedentes De Estudio _________________________________________ 6 3.1. 3.2. 3.3.
Localización de las muestras __________________________________________ 6 Objeto de estudio ___________________________________________________ ___________________________________________________ 6 Informes previos de investigación __________________________________ ______________________________________ ____ 6
MA R C O TE ÓR IC O ____ __ ____ ____ _____ _____ ____ ____ ____ _____ _____ ____ ____ ____ _____ _____ ____ ____ ____ _____ _____ 7 1.
Textura del suelo _________________ _________________________________ ______________________________ ______________ 7
2.
Clasificación SUCS ______________________________________________ 7
3.
Clasificación AASHTO ___________________________________________ 8
4.
Límites de Atterberg _____________________________________________ 9
E NS AY O DE LÍMITES DE ATTE R B E R G ____ ______ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ 11 1.
Ensayo de Límite Lí mite Líquido _________ ___________________ ___________________ ___________________ ____________ 12 1.1. 1.2.
2.
Materiales ________________________________________________________ 12 Procedimiento _____________________________________________________ _____________________________________________________ 12
Ensayo de Límite Plástico _________ ___________________ ___________________ ___________________ ____________ 14 2.1. 2.2.
Materiales ________________________________________________________ 14 Procedimiento _____________________________________________________ _____________________________________________________ 15
PR OCE S O DE CLA S IFIC AC IÒN ______ _________ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ___ 17 OB S E R VA CIONE S Y R E COMENDA CIONE S ____ ______ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ 19 CONCLUSIONES _____________________________________________ 20 BIBLIOGRAFÍA Y LINKOGRAFÍA ________________________________ 21 A NE XOS XO S _____ __ _____ ____ ____ ____ _____ _____ ____ ____ ____ _____ _____ ____ ____ ____ ____ ____ _____ _____ ____ ____ ____ ____ __ 22
INDICE DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1.Mallas granulométricas _____________________________ ______________________________________________ _________________ 6 Ilustración 2. Extracción de estratos _____________________________ ______________________________________________ _________________ 6 Ilustración 3.Copa de Casagrande _______________________________ _______________________________________________ ________________ 12 Ilustración 4.Acanalador ___________________________________________________ _______________________________________________________ ____ 12 Ilustración 5.Tamiz Nº50 _________________________________ ______________________________________________________ _____________________ 12 Ilustración 7. 100 gramos de Muestra ____________________________ ____________________________________________ ________________ 14 Ilustración 6. Muestra humedecida ______________________________ ______________________________________________ ________________ 14 Ilustración 8.Muestra dividida por acanalador ___________________________________ ______________________________________ ___ 14 14 Ilustración 9.Peso de la muestra húmeda _______________________________ _________________________________________ __________ 14 Ilustración 10.Lamina de vidrio _____________________________ __________________________________________________ _____________________ 15 Ilustración 11.Varilla de 3mm _________________________________________ ___________________________________________________ __________ 15 Ilustración 12. Balanza pequeña. ______________________________________ ________________________________________________ __________ 15 Ilustración 13. Peso de muestra amasada _________________________________________ _________________________________________ 16 Ilustración 14. Amasado de Suelo _______________________________________________ 16
GENERALIDADES 1. Introducción En el presente Informe daremos a conocer el proceso que seguimos para clasificar nuestros estratos de suelos según el modelo SUCS y AASHTO. Para ambos casos, fue necesario la realización de los ensayos para calcular los Límites de Atterberg y a la vez obtener un índice de plasticidad para ambos estratos. Los límites 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. Cuando clasificamos nuestros estratos, debemos tener en cuenta no solo estos últimos dos ensayos que hicimos en el laboratorio, es necesario también realizar una correcta granulometría ya que también conforma una parte importante en la clasificación de nuestros estratos.
2. Objetivos -General:
Clasificar nuestros nuestros estratos de suelo según el Sistema Unificado De Clasificación de Suelos (SUCS) y según el sistema de clasificación AASHTO.
-Específico:
Determinar en en laboratorio laboratorio el límite líquido y límite plástico de nuestras muestras de suelo. Calcular el índice de plasticidad plasticidad de de los estratos analizados con nuestros límites de Atterberg. Realizar el perfil estratigráfico del suelo.
3. Antecedentes De Estudio 3.1. Localización de las muestras La excavación de la calicata se realizó el viernes 16 de marzo del presente año cerca de nuestra universidad, carretera Pimentel, en el condominio ‘’Los sauces’’. Específicamente la Manzana C -1, Lote 7
3.2. Objeto de estudio Nuestro objeto de estudio tiene como fin analizar las muestras recogidas en nuestra calicata, muestras que fueron alteradas en la composición de su densidad. Fueron recogidos un total de 2 estratos que varían y se comparan entre sí por su textura y color (Ilustración 2). 3.3. Informes previos de investigación Para la realización de este informe de clasificación de suelos fue necesario utilizar los informes previos acerca de nuestro trabajo en el laboratorio, estos informes fueron:
Informe de Exploración Exploración Geológica (Ilustración 2) de Informe (Ilustración 1)
Granulometría
Ilustración 1.Mallas granulométricas
Ilustración 2. Extracción de estratos
MARCO TEÓRICO 1. Textura del suelo El suelo está constituido por infinidad de partículas y la variedad en el tamaño de estas es ilimitada. La textura indica el contenido relativo de partículas de diferente tamaño, como la arena, el limo y la arcilla, en el suelo. La textura tiene que ver con la facilidad con que se puede trabajar el suelo, la cantidad de agua y aire que retiene y la velocidad con que el agua penetra en el suelo y lo atraviesa. los suelos con propiedades similares se clasifican en grupos y subgrupos basados en su comportamiento ingenieril. Los sistemas de clasificación proporcionan un lenguaje común para expresar en forma concisa las características generales de los suelos, que son muy variables, a la fecha se tienen dos sistemas de clasificación que usan la distribución por tamaño de grano y plasticidad de los suelos, y son usados por los ingenieros de suelos, estos estos son la clasificación clasificación AASHTO AASHTO y el Sistema Unificado Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS)
2. Clasificación SUCS La forma original de este sistema fue propuesto por Casagrande en 1942 para usarse en la construcción de aeropuertos durante la Segunda Guerra Mundial.
Suelos de grano grano grueso que son de naturaleza tipo grava grava y arenosa con menos del 50 50% % pasando por la malla No. No . 200. Los sím símbolo boloss de grupo comienzan con un prefijo GaS. GaS . G significa grava o suelo gravoso y S significa arena o suelo arenoso. Los suelos de grano fino con 50% o más pasando por la malla No. 200. Los símbolos de grupo comienzan con un prefijo M , que significa limo inorgánico, inorgánico, C para arcilla inorgánica u O para limos y arcillas orgánicos. El símbolo Pt se usa para turbas, turbas , lodos y otros suelos altamente orgánicos. Otros símbolos son también usados para la clasificación: • W: bien graduado • P: mal graduado • L: baja plasticidad (límite líquido menor que 50) líquido mayor que 50) • H: alta plasticidad (límite líquido
Para una clasificación apropiada con este sistema, debe conocerse algo o todo de la información siguiente: 1. Porcentaje de grava, es decir, la fracción que pasa la malla de 76.2 mm y es retenida en la malla No. 4 (abertura de 4.75 mm)
2. Porcentaje de arena, es decir, la fracción que pasa la malla No. 4 (abertura de 4.75 mm) y es retenida en la malla No. 200 (abertura de 0.075 mm) 3. Porcentaje de limo y arcilla, es decir, la fracción de finos que pasan la malla No. 200 (abertura de 0.075 mm) 4. Coeficiente de uniformidad (Cu) y coeficiente de curvatura (Cz) 5. Límite líquido e índ índice ice de plasticidad de la porción de suelo que pasa la malla No. 40 los símbolos de grupo para suelos tipo grava de grano grueso son GW, GP, GM, Gc, GC-GM, GW-GC, GP-GM, y GP-GC. similarmente, los símbolos de grupo para suelos de grano fino son CL, ML, OL, CH, MH, OH, CL-ML, y Pt. El procedimiento para la clasificación se da a continuación. Paso 1: Determine el porcentaje de suelo que pasa la malla No. 200 (P). Si F < 50%, se trata de un suelo de grano grueso, es decir, tenemos un suelo tipo grava o arenoso (donde F= porcentaje de granos más finos que la malla No. 200).Vaya al paso 2. Si ≥ 50% se trata de un suelo
de grano fino. Vaya al paso 3.
Paso 2: Para un suelo de grano grueso, (100 - P) es la fracción gruesa
en porcentaje. Determine el porcentaje de suelo que pasa la malla No. 4 y es retenido en la malla No. 200, . Si < (100 - P)/2, entonces el suelo tiene más grava que arena, por lo que es un suelo tipo grava. y figura 2.12 para determinar el símbolo de grupo, y luego vaya a la f igura igura 2. 2.13 para obtener el nombre de grupo propio del suelo. Si ≥ (100 − )/2 , entonces se trata de un suelo arenoso. Vaya a la tabla 2. 2.6 y figura 2.12 para determinar el símbolo de grupo y a la figura 2.13 para obtener el nombre de grupo del suelo. 2.7 y figura 2.12 Paso 3: Para un suelo de grano fino, vaya a la tabla 2. para obtener el símbolo de grupo. Si se trata de un suelo inorgánico, inorgánico , vaya a la figura 2.14 para obtener el nombre del grupo. Si se trata de un suelo orgánico, vaya a la figura 2.15 para obtener el nombre del grupo.
3. Clasificación AASHTO Este sistema de clasificación fue desarrollado en 1929 como el Public Road Administration Classification System (Sistema de Clasificación de la Oficina de Caminos Públicos). Públicos) . Ha sufrido varias revisiones, revisiones , con la versión actual propuesta por el Committee on Classification of Materials for Subgrades and Granular Type Roads of the Highway Research Board (Comité para la Clasificación de Materiales para Subrasantes y Caminos Granulares del Consejo de Investigaciones Carreteras) en 1945 (Prueba D-3282 de la ASTM; ASTM; método AASHTO M145) De acuerdo a este método, el suelo se clasifica en siete grupos mayores: A-1 al A-7 (observar ilustración en anexos) Los suelos clasificados en los grupos A-1,A-2 y A-3 son materiales granulares,
donde el 35% o menos de las partículas pasan por la criba N° 200. Los suelos de los que más del 35% pasan por la criba N° 200 son clasificados en los grupos A-4,A-5,A-6 y A-7. la mayoría están formados por materiales tipo limo y arcilla. El sistema de clasificación se basa en los siguientes criterios. 4.1
Tamaño de grano.
a. Grava: fracción que pasa pasa la malla de 75 mm y es retenida en la malla N° 10 (2 mm). b. Arena: fracción que que pasa la malla N° 10 y es retenida en la malla N°200 c. Limo y arcilla: fracción que pasa la malla N° 200 4.2 Plasticidad . El término Limoso se aplica cuando las fracciones del suelo tienen un índice de plasticidad de 10 o menor. El término arcilloso se aplica cuando las fracciones de finos tienen un índice de plasticidad de 11 o mayor. Si hay cantos rodados y boleos (tamaños mayores a 75 mm), estos se excluyen de la porción de la muestra de suelo que se está clasificando pero si se registra el porcentaje de tal material. 4.4 Índice de grupo. Para la evaluación de la calidad de un suelo como material para subrasante de carreteras, se incorpora un número llamado índice de grupo (GI) juntos con los grupos y subgrupos del suelo. Este número se escribe en paréntesis después de la designación de grupo o de subgrupo. El índice de grupo está dado por la ecuación. 4.3
= ( − 35)[0.2 0.2 + 0.005 0.005( − 40)] + 0.01( − 15)( − 10)
Si la ecuación da un valor negativo para GI, éste se toma igual a O. El índice de grupo calculado con la ecuación anterior se redondea al número entero más cercano (por ejemplo, GI = 3.4 se redondea a 3; si GI = 3.5 se redondea a 4). No hay un límite superior para el índice de grupo grupo.. El índice de grupo de suelos que pertenecen a los grupos A-1 -a, A-1b, A-2A-2-4, A-2A-2-5, Y A-3 siempre es O. Al calcular el índice de grupo para suelos que que pertenecen a los grupos A-2A-2-6 y A-2 A-2--7, use el índice de grupo parcial para PI, o GI = O.01(F - 15)(PI - 10) (2.31) En general, general, la calidad del comportamiento de un suelo como material para subrasantes es inversamente proporcional al índice de grupo .
4. Límites de Atterberg Cuando existen minerales de arcilla en un suelo de grano fino, se puede remodelado en presencia de alguna cantidad de humedad sin
desmoronarse. En esta naturaleza cohesiva se debe al agua absorbida que rodea a las partículas de arcilla. E científico sueco, Albert Mauritz Atterberg, desarrollo un método para describir la consistencia de los suelos de gr4ano fino con relación a su contenido de humedad. Cuando el contenido de agua es muy bajo se compuerta como un sólido frágil, cuando el contenido de agua es muy alto el agua fluye como un líquido, por lo tanto dependiendo de su contenido de agua, el comportamiento del suelo lo clasifico en cuatro estados básicos, denominados sólido, semisólido, plástico y líquido, como se muestra en la ilustración 3. en cada transición presenta una denominación diferente, siendo estos puntos de transición, llamados límite de contracción, límite plástico, y límite líquido, conocidos como límites de Atterberg.
Ilustración 3. Límites de Atterberg
4.1
.
Representa el contenido de agua para la cual la resistencia cortante del suelo es aproximadamente de 25g/cm2. Esto se logra obtener utilizando un dispositivo que consiste en una copa de bronce y una base, en la que la copa de bronce se deja caer sobre la base después de levantarla un poco, habiendo colocado una pasta previamente en la copa. y se observa cómo se comporta el suelo luego de haberle hecho una ranura en el centro de la pasta de suelo. Se conoce como límite líquido al porcentaje de agua requerido para que se cierre la brecha hecha en la pasta a los 25 golpes del la copa. 4.2
Se define como el contenido de agua, en porcentaje, con el cual el suelo, al ser enrollado en rollitos de 3.2 mm de diámetro, se desmorona. el límite plástico es el límite inferior de la etapa plástica del suelo. La prueba se lleva a cabo haciendo rollos repetidamente con la mano sobre una placa de vidrio, hasta llegar a tener un diámetro de 3mm aproximadamente, y si se desmorona en este punto se toma una parte de la muestra para el análisis de su humedad respectiva.
5. Índice de plasticidad Es la diferencia entre el límite líquido y el límite plástico de un suelo. PI= LL-LP
El procedimiento para el límite plástico se da en la prueba D-4318 de la AS TM
ENSAYO DE LÍMITES DE ATTERBERG Para clasificar AASHTO granulométricamente nuestros estratos, tenemos la clasificación SUCS y AASHTO. Tanto como para la clasificación SUCS y la AASHTO, necesitamos los límites de Atterberg para clasificar nuestros estratos de manera correcta. Estos los hallamos en el laboratorio con el siguiente procedimiento:
1. Ensayo de Límite Líquido 1.1. Materiales 2 estratos de suelos Copa de Casagrande Recipiente de porcelana Agua Tamiz N.º 50 Horno Balanza pequeña Acanalador Espátula 6 taras
Ilustración 3.Copa de Casagrande
Ilustración 4.Acanalador
Ilustración 5.Tamiz Nº50
1.2. Procedimiento - Con las muestras de suelo totalmente totalmente secas secas se tamizaron tamizaron por por la malla Nº50 por separado.
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Posteriormente se pesaron pesaron 100 gr de la muestra que paso por la malla Nº50
-
Colocamos los 100 gr en un recipiente de porcelana. (Ilustración 6)
-
Agregar gradualmente agua y mezclar completamente con ayuda de la espátula. Continuar la operación durante el tiempo y con la cantidad de agua necesaria (Ilustración 7)
-
Colocar una porción en la taza con la espátula, espátula, centrada sobre el punto de apoyo de la taza con la base, comprimirla y extenderla utilizando la espátula.
-
Ya colocada colocada la muestra dividir la pasta de suelo suelo pasando pasando el acanalador cuidadosamente por el medio, de modo que se forme una ranura clara y bien delineada (Ilustración 8)
-
Colocar el aparato aparato sobre una base firme, girar la manivela manivela levantando levantando y dejando caer la taza hasta que las paredes de la ranura entren en contacto.
-
Retirar el material que que se junta en el fondo fondo del surco y colocar colocar en un recipiente (tara). Transferir el material que quedo en la taza al plato. Lavar y secar la taza y el acanalador. Pesando y tomando nota de cada muestra. (Ilustración 9)
-
Repetir las operaciones por lo menos en en dos pruebas pruebas adicionales adicionales empleando el material reunido en el plato.
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El ensayo ensayo se debe efectuar de la condición más húmeda a la más seca.
-
Después de realizar este proceso, introducimos las muestras en el horno horno por un periodo aproximadamente a 24horas.
-
Después de 24 horas retiramos las muestras y las pesaremos una por por una anotando cada peso seco obtenido, comparándolos con los pesos húmedos tomados el día anterior para sacar nuestro porcentaje de humedad.
Ilustración 7. 100 gramos de Muestra
Ilustración 6. Muestra humedecida
Ilustración 8.Muestra dividida por acanalador Ilustración muestra húmeda
2. Ensayo de Límite Plástico Plástico 2.1. Materiales 2 estratos de suelos Varilla de 3mm
9.Peso
de
la
Lamina de vidrio Balanza pequeña Horno 3 taras Agua Recipiente de porcelana Tamiz N°50
Ilustración 11.Varilla de 3mm
Ilustración 10.Lamina de vidrio
Ilustración 12. Balanza pequeña.
2.2. Procedimiento -
De igual igual forma que que el límite líquido, líquido, se tamizan 100 gramos de muestra que pasa por la malla número 50.
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Colocar en en el plato y mezclar completamente completamente con agua mediante mediante la espátula hasta que la pasta se vuelva suficientemente plástica para moldearla. Amasar la muestra entre las manos y luego hacerla rodar Con la palma de la mano formar una larga tira, vamos cortando cortando a un tamaño aproximado de nuestra palma de la mano a medida que la tira se hace más larga. (Ilustración 14) Si se rompe, debemos debemos añadir añadir un poco de agua a nuestra muestra, muestra, y seguir amasando. Amasar hasta llegar a tener un grosor de de tira de alrededor alrededor de unos 3mm, nos guiamos gracias una varilla con la misma dimensión. (Ilustración 13). Una vez tengamos el mismo grosor, grosor, pesamos pesamos la muestra húmeda húmeda y repetimos el mismo proceso hasta tener 3 muestras y secamos las muestras en el horno durante 24h. De igual igual forma, se compara con las muestras del día anterior anterior húmedas húmedas para sacar nuestro porcentaje de humedad.
Ilustración 14. Amasado de Suelo
Ilustración 13. Peso de muestra amasada
PROCESO DE CLASIFICACIÒN CLASIFICACIÒN
1. Clasificación SUCS 1.1. Estrato 1: - Identificamos Identif icamos los porcentajes que pasan para la clasificación: clasificac ión:
Tenemos nuestros datos: Porcentaje que pasa la N°200: 3.31% Porcentaje que pasa la N°04: 98.20%
Límite Líquido Límite Plástico
-
Índice de plasticidad plasticidad
-
Clasificamos Clasificam os nuestro suelo de manera general, tenemos un porcentaje que pasa la N°04: 98.20%, entonces es una ARENA - Luego, -
OBSERVACIONES OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES Dsdd Logramos determinar nuestro límites de de Atterberg Atterberg (limite líquido y limite plástico), estos fueron Logramos calcular el índice de plasticidad de nuestro nuestro segundo segundo estrato, estrato, que fue Realizamos nuestro perfil estratigráfico estratigráfico del suelo de nuestra calicata.
BIBLIOGRAFÍA Y LINKOGRAFÍA
ANEXOS CLASIFICACION AASHTO.
Ilustración . clasificación AASHTO
Ilustración .clasificacion AASHTO
CLASIFICACIÓN SUCS
Ilustración . clasificación SUCS para suelos tipo grava.
Ilustración . clasificación SUCS para suelos arenosos.
Ilustración . Clasificacion SUCS para suelos arcillosos y limosos.
Ilustración . diagrama de nombres para el grupo de suelos tipo grava y arenosos.
Ilustración . diagrama de nombres de grupo de suelos limosos y arcillosos.
Ilustración . Carta de plasticidad de Casagrande.
