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Informe N° 02 – Mec. Suelos
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23/09/2014
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MECÁNICA DE SUELOS
MECÁNICA DE SUELOS INFORME N° 2MECÁNICA DE SUELOS INFORME N° 2
MECÁNICA DE SUELOS
INFORME N° 2
MECÁNICA DE SUELOS
INFORME N° 2
MECÁNICA DE SUELOS
Ciclo 2014 – 2
INFORME N° 2
Nombres Y Apellidos:
Adolfo Chahuayo
David Rojas
Dayan Tapahuasco
Yordi Flor
Jerko Puh
Sección Y Grupo:
CI55 -
Profesor Del Curso:
SOTO DUEÑAS, MILAGROS DEL PILAR
Fecha:
24/09/2014
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO
Norma ASTM D422-99
1.- Objetivos:
Determinar la cantidad en % de diversos tamaños que constituyen el suelo, e n cuanto al total de la muestra utilizada.
El análisis granulométrico tiene por objeto la determinación cuantitativa de la distribución de tamaños de partículas de suelo.
Clasificación mediante sistemas como AASHTO O SUCS.
Para obtener la distribución de tamaños, se emplean tamices normalizados y numerados, dispuestos en orden decreciente.
Verificar si el suelo puede ser utilizado para la construcción de proyectos.
Conocer la utilización de los instrumentos del laboratorio.
Conocer y definir ciertas características importantes del suelo como son: La Permeabilidad, Cohesión, altura de ascenso capilar, y facilidad de drenaje.
2.- Normas
La norma que describe este método es la ASTM D-422 (2007) / AASHTO T88; en base a esta norma no se basara para determinar los diferentes cálculos que se realiza en el ensayo, uno de los cuales es el de determinar los porcentajes de suelo que pasan por los distintos tamices de la serie empleada en el ensayo, hasta el de 74 mm (N°200).
Además, así como existe esas normas hay otras como:
UNE 7 050-2 (tamices de ensayo. Telas metálicas, chapas perforadas y láminas electro formadas. Medidas nominales de las aberturas.
UNE 103 100 (preparación de muestras para ensayos de suelos)
UNE 103 102 (análisis granulométricos de suelos finos por sedimentación Método del densímetro.
UNE 103 300 (determinación de la humedad de un suelo mediante secado estufa.
3.-Equipo empleado
Serie de tamices de malla cuadrada y tejido de alambre de abertura de mala en mm siguiente: 3", 2", 1 ½", 1", ¾", 3/8", #4, #10, #20, #40, #60, #140, #200 y una bandeja para retener lo que pasa la última malla.
Balanzas con una sensibilidad de 0.1g para pesar el material.
Horno capaz de mantener una temperatura constante de 110 +/- 5ºC.
Envases adecuados para el manejo y secado de las muestra.
Cepillo y brocha, para limpiar las mallas de los tamices.
Opcional:(agitador mecánico o batidora con motor eléctrico que sea capaz de suministrar a una varilla agitadora una cierta velocidad).
4.-Procedimiento
Se homogeniza cuidadosamente el total de la muestra en estado natural (desmenuzándola con un mazo), tratando de evitar romper sus partículas individuales, especialmente si se trata de un material blando, piedra arenosa u otro similar.
Se reduce por cuarteo una cantidad de la muestra
Pesar la muestra en una balanza fina (la balanza tiene que estar calibrada)
Pasar la muestra por los tamices de la serie gruesa: (2 ½", 2", 1 ½", 1", ¾", ½", 3/8", N°4).
Pesar las muestras que pasan por cada tamiz.
De las muestras que pasan por el tamiz N°4 (estas son arenas, limos y arcillas), tomar una porción representativa.
Decantar la muestra con agua para que pase los limos y arcillas.
Secar la muestra en el horno (para luego tamizarlo por la serie fina).
CAMBIAR FOTOS ADOLFOO
Fig. 2: LA muestra cuarteada, se podrá utilizar cualquiera de esas muestras, ya que esta cuarteado.Fig. 2: LA muestra cuarteada, se podrá utilizar cualquiera de esas muestras, ya que esta cuarteado.Fig. 1: vista de la serie de tamices utilizados en el ensayo de análisis granulométricos.Fig. 1: vista de la serie de tamices utilizados en el ensayo de análisis granulométricos.
Fig. 2: LA muestra cuarteada, se podrá utilizar cualquiera de esas muestras, ya que esta cuarteado.
Fig. 2: LA muestra cuarteada, se podrá utilizar cualquiera de esas muestras, ya que esta cuarteado.
Fig. 1: vista de la serie de tamices utilizados en el ensayo de análisis granulométricos.
Fig. 1: vista de la serie de tamices utilizados en el ensayo de análisis granulométricos.
Fig. 4: tamizado de la fracción mayor de 20,0 mm a través de los tamices.Fig. 4: tamizado de la fracción mayor de 20,0 mm a través de los tamices.Fig. 3: determinación de la masa de la muestra.Fig. 3: determinación de la masa de la muestra.
Fig. 4: tamizado de la fracción mayor de 20,0 mm a través de los tamices.
Fig. 4: tamizado de la fracción mayor de 20,0 mm a través de los tamices.
Fig. 3: determinación de la masa de la muestra.
Fig. 3: determinación de la masa de la muestra.
Fig. 6: se lava el material de la fracción menor de 2,00 mm.Fig. 6: se lava el material de la fracción menor de 2,00 mm.Fig. 5: Determinación de la masa de la porción menor de 20,. Mm obtenido por el cuarteo.Fig. 5: Determinación de la masa de la porción menor de 20,. Mm obtenido por el cuarteo.
Fig. 6: se lava el material de la fracción menor de 2,00 mm.
Fig. 6: se lava el material de la fracción menor de 2,00 mm.
Fig. 5: Determinación de la masa de la porción menor de 20,. Mm obtenido por el cuarteo.
Fig. 5: Determinación de la masa de la porción menor de 20,. Mm obtenido por el cuarteo.
En esta imagen se puede apreciar el tamiz donde están las diferentes mallas con la cual se puede determinar la granulometría.En esta imagen se puede apreciar el tamiz donde están las diferentes mallas con la cual se puede determinar la granulometría.
En esta imagen se puede apreciar el tamiz donde están las diferentes mallas con la cual se puede determinar la granulometría.
En esta imagen se puede apreciar el tamiz donde están las diferentes mallas con la cual se puede determinar la granulometría.
Se observa el material ya tamizado y que fue retenido en cada malla. OJO: la muestra ya se nos entrego tamizado. Se observa el material ya tamizado y que fue retenido en cada malla. OJO: la muestra ya se nos entrego tamizado.
Se observa el material ya tamizado y que fue retenido en cada malla. OJO: la muestra ya se nos entrego tamizado.
Se observa el material ya tamizado y que fue retenido en cada malla. OJO: la muestra ya se nos entrego tamizado.
5.-CALCULOS Y RESULTADOS:
Tamaño del tamiz
TAMIZES
PESO
%
RETENIDO
RETENIDO
RETENIDO
QUE
OBSERVACIONES :
ASTM
PARCIAL
ACUMULADO
PASA
5"
4"
76.2
3"
0.00
0.00
0.00
100.00
50.6
2"
2342
15.14
15.14
84.86
36.1
1 1/2"
2109
13.63
28.77
71.23
24.1
1"
1645
10.63
39.40
60.60
19.05
3/4"
725
4.69
44.09
55.91
9.525
3/8"
1072
6.93
51.02
48.98
4.76
Nro, 4
842
5.44
56.46
43.54
2
Nro, 10
16.90
4.90
61.36
38.64
OBSERVACIONES :
0.84
Nro, 20
15.50
4.50
65.86
34.14
MATERIAL (gr)
AGREG. GRUESO (gr)
AGREG. FINO (gr)
15471.0
0.426
Nro, 40
23.50
6.82
72.68
27.32
8735
56.46%
0.25
Nro, 60
22.50
6.53
79.20
20.80
6736
43.54%
0.105
Nro, 140
29.50
8.56
87.76
12.24
Fracción Seca (gr)< tamizN°4
150.1
0.074
Nro, 200
7.10
2.06
89.82
10.18
0
Fondo
35.10
10.18
100.00
0.00
Peso seco inicial (gr): 15471.00
Agregado grueso (gr): 8735 en un porcentaje del total de 56.46%.
Agregado fino (gr): 6736 en un porcentaje del total de 43.54%.
Como podemos ver, la malla #4 retiene menos del 50% del material. Graficando los datos obtenidos del porcentaje de muestra que pasa en una curva granulométrica, se halla el coeficiente de uniformidad (Cu) y el coeficiente de curvatura (Cc), para lo cual se determinó lo siguiente D10,D30 y D60; de acuerdo a la curva granulométrica.
D10: 0.70
D30: 0.55
D60: 18
Cu= D60D10=180.55=32.73
Cc=D302D60*D10=0.55218*0,70=0.024
Para que una arena se considere bien graduada, es necesario que su Cu sea mayor que 6 y el Cc entre 1 y 3. El Cu si cumple pero el Cc no cumple por lo cual se dice que es un suelo mal graduado.
Precauciones
Pérdidas de material al sacar el retenido de cada tamiz.
Errores en las pesadas y en los cálculos.
La muestra a analizar tiene que ser representativa.
La malla de los tamices está rota o deformada; los tamices deben ser frecuentemente inspeccionados para asegurar que no tienen aberturas más grandes que la especificada.
Las mallas utilizadas debieron ser calibradas según norma, y deben tener un certificado de calidad.
Aglomeraciones de partículas que no han sido completamente disgregadas. Si el material contiene partículas finas plásticas, la muestra debe ser disgregada antes del tamizado.
Para hallar si el suelo está bien graduado o no, se dibuja una curva granulométrica. Esta curva no es exacta, por lo que los datos que se obtienen (D10, D30, D60, CC y Cu) son aproximaciones. No obstante, esos dos últimos datos tienen un rango de exactitud mayor ya que se aproximan al entero más próximo.
El proceso de lavado de la muestra debe ser realizado cuidadosamente de modo de no dañar el tamiz o producir perdidas de suelo al ser lanzado este fuera del tamiz.
Un material se podrá señalar como bien graduado, si el coeficiente de uniformidad es mayor a 4 si se trata de una grava y mayor a 6 para una arena. Además, el coeficiente de curvatura deberá estar comprendido entre 1 y 3.
Si la suma de los pesos retenidos parciales difiere en más de un 3 % para las arenas y más de 0.5 % para las gravas con respecto al peso inicial de la muestra de suelo empleada en cada fracción, el ensayo es insatisfactorio y deberá repetirse.
Para hallar si el suelo está bien graduado, se dibuja una curva granulométrica. Esta curva no es exacta, por lo que los datos que se obtienen (D10, D30, D60, Cc y Cu) son aproximaciones. No obstante, esos dos últimos datos tienen un rango de exactitud mayor ya que se aproximan al entero más próximo.
DETERMINACIÓN DEL LÍMITE LÍQUIDO DE LOS SUELOS
Norma ASTM D-4318, AASHTO T-89
Introduccion:
Los límites de consistencia se basan en el concepto de que los suelos finos, presentes en la naturaleza, pueden encontrarse en diferentes estados, dependiendo del contenido de agua. Así un suelo se puede encontrar en un estado sólido, semisólido, plástico, semilíquido y líquido.
En la actualidad, los límites de Atterberg son los que más se practican en los laboratorios de Mecánica del Suelo. Su utilidad deriva de que, gracias a la experiencia acumulada en miles de determinaciones, es suficiente conocer sus valores para poderse dar una idea bastante clara del tipo de suelo y sus propiedades. Por otra parte, se trata de determinaciones sencillas y rápidas que permiten una pronta identificación de los suelos y la selección adecuada de muestras típicas para ser sometidas a ensayos más complicados.
Objetivo:
Determinar el límite líquido y el límite plástico de una muestra de suelo.
Entender el procedimiento a seguir para determinar los límites de consistencia de un suelo.
Concientizarnos sobre la importancia de realizar este tipo de ensayos y sobre sus aplicaciones en nuestra carrera.
Esta norma tiene por objetivo de establecer el procedimiento para determinar el límite líquido de un suelo mediante la utilización del aparato de casagrande.
Se define el limite liquido como la humedad que tiene un suelo amasado con agua y colocado en una cuchara normalizada, cuando un surco, realizado con un acanalador normalizado, que divide el suelo en dos mitades, se cierra a lo largo de su fondo en una distancia de 13 mm, tras haber dejado caer 25 veces la mencionada cuchara desde una altura de 10 mm sobre una base también normalizada, con una cadencia de 1 golpe por un segundo.
LÍMITE LÍQUIDO (L.L.): Es el contenido de humedad que corresponde a una frontera convencional entre los estados semi-líquido y plástico, en el cual el suelo fluirá suficientemente como para cerrar una ranura de ancho determinado hecha en la muestra de suelo cuando un recipiente especificado es golpeado con un número determinado de veces.
Aparatos:
Recipiente de almacenamiento. Una vasija de porcelana de 115mm de diámetro aproximadamente.
Fig. 1 los respectivos recipientes.Fig. 1 los respectivos recipientes.
Fig. 1 los respectivos recipientes.
Fig. 1 los respectivos recipientes.
Espátula. De hoja flexible de unos 75 a 100mm de longitud y 20mm de ancho aproximadamente.
Fig. 2 Espátula de laboratorio.Fig. 2 Espátula de laboratorio.
Fig. 2 Espátula de laboratorio.
Fig. 2 Espátula de laboratorio.
Cápsula de Casagrande.
Fig. 3 Capsula de casagrande.Fig. 3 Capsula de casagrande.
Fig. 3 Capsula de casagrande.
Fig. 3 Capsula de casagrande.
Acanalador.
Fig. 4. Acanalador del laboratorio.Fig. 4. Acanalador del laboratorio.
Fig. 4. Acanalador del laboratorio.
Fig. 4. Acanalador del laboratorio.
Calibrador. Ya sea incorporado al ranurador o por separado
Recipientes o pesa filtros. De material resistente a la corrosión y cuya masa no varíe con repetidos calentamientos y enfriamientos.
Horno eléctrico.
Balanza con sensibilidad de 0.1gr.
Fig. 5. balanza.Fig. 5. balanza.
Fig. 5. balanza.
Fig. 5. balanza.
Procedimiento:
Una vez preparada una pasta de suelo en la cápsula de porcelana con una humedad ligeramente superior al límite líquido.
Preparación de la pasta de sueloPreparación de la pasta de suelo
Preparación de la pasta de suelo
Preparación de la pasta de suelo
Desmontar y secar la cápsula de la máquina de Casagrande, asegurándose que ella se encuentre perfectamente limpia y seca antes de iniciar el procedimiento.
Proceso de calibrado de la Copa CasagrandeProceso de calibrado de la Copa Casagrande
Proceso de calibrado de la Copa Casagrande
Proceso de calibrado de la Copa Casagrande
Montar la cápsula en su posición para el ensayo.
Colocar entre 10 y 15 gramos de suelo húmedo en la cápsula, alisando la superficie a una altura de 1 cm con la espátula, cuidando de no dejar burbujas de aire en la masa de suelo.
Muestra de suelo húmeda y apisonada en Copa CasagrandeMuestra de suelo húmeda y apisonada en Copa Casagrande
Muestra de suelo húmeda y apisonada en Copa Casagrande
Muestra de suelo húmeda y apisonada en Copa Casagrande
Usando el acanalador separar el suelo en dos mitades según el eje de simetría de la cápsula.
Muestra de suelo ranurada por el acanalador lista para el ensayoMuestra de suelo ranurada por el acanalador lista para el ensayo
Muestra de suelo ranurada por el acanalador lista para el ensayo
Muestra de suelo ranurada por el acanalador lista para el ensayo
Girar la manivela de manera uniforme a una velocidad de dos revoluciones/seg (2rev/seg); continuar hasta que el surco se cierre en ½" de longitud; anotar el número de golpes, en número de golpes tiene que ser inferior a 40.
Revolver el suelo en la cápsula de Casagrande con la espátula y repetir las operaciones e) y f). Hacer 2-3 sobre 25 golpes.
Tomar una muestra de aproximadamente 5 g de suelo en la zona donde se cerró el surco y pesarla de inmediato para obtener su contenido de humedad, lo que permitirá obtener un punto en el gráfico semi-logarítmico de humedad vs número de golpes que se describe más adelante; después meter la muestra al horno para obtener el peso del suelo seco.
Para el desarrollo de este se ensayo se debe tomar una muestra de suelo de la copa Casagrande y ponerla en una tarita, luego en el horno deberá mantenerse a una temperatura de 110 oC y en un rango de tiempo de 18 a 24 horas.
Horno para secado de muestras contenidas en las taritas Horno para secado de muestras contenidas en las taritas
Horno para secado de muestras contenidas en las taritas
Horno para secado de muestras contenidas en las taritas
Vaciar el suelo de la cápsula de Casagrande a la de porcelana (que todavía contiene la mezcla de suelo inicial), continuar revolviendo el suelo con la espátula (durante el cual el suelo pierde humedad) y en seguida repetir las etapas (b) hasta al (h),
Repetir etapas (b) a (i), 3 a 4 veces, hasta llegar a un número de golpes de 15 a 20.
CALCULOS Y RESULTADOS:
Ensayo para el Limite Líquido
Se obtiene los siguientes datos:
limite liquido
# de golpes
22
27
33
tarro#
32
39
42
peso suelo humedo + tarro
44.3
50.6
47.4
peso suelo seco + tarro
42.7
46.9
45.1
peso del tarro
36.4
35.1
35.2
peso del agua
1.6
3.7
2.3
peso del suelo seco
6.3
11.8
9.9
contenido de humedad
25.40
31.36
23.23
DEERMINACION DEL LIMITE LIQUIDO POR EL METODO DEL PUNTO
LL=W°*(N/25)^0.121
tarro#
32
39
42
LL
25
32
24
GRAFICA
# de golpes
contenido de humedad
22
25.40
27
31.36
33
23.23
LL
31
Otros métodos para determinar el límite líquido:
El Cono Hindú:
El desarrollo de un ensayo simplificado de límite líquido por el Indian Central Road Research Institute comenzó en 1953 y concluyó con el dispositivo mostrado en la figura, donde una penetración de una pulgada indica el límite líquido.
El Cono Ruso
Inicialmente se uso la aguja de Vicat y conos estrechos. Aparentemente esos ensayos no proveían resultados satisfactorios. El primer ensayo estandarizado fue el mencionado por Vasilev en 1949, donde el aparato empleado es el mostrado en la figura, y en el que una penetración de 10 mm indica el límite líquido.
Método del cono del Instituto Tecnológico de Georgia:
Este aparato sirve para determinar el límite líquido por medio de un cono que pesa 75 gr el cual penetra en el suelo. El límite líquido se define como la humedad que posee el suelo cuando la penetración es de 10mm. Para evitar efectos dinámicos, se frena la caída del peso hasta 10 segundos después del comienzo del ensayo. Se deben obtener diferentes penetraciones con distintas humedades, interpolando para el valor de los 10 mm.
Recomendaciones y Observaciones
Las variables que pueden afectar a la práctica de laboratorio realizada es no cumplir con la frecuencia de golpes especificada por el docente.
La altura de caída de la cuchara debe ser verificada antes de empezar un ensayo, utilizando el mango de calibre de 10mm adosado al ranurador. En caso de no tener la altura especificada (1 cm), se aflojan los tornillos de fijación y se mueve el de ajuste hasta obtener la altura requerida.
La muestra de suelo mezclada con agua debe quedar homogénea, de no ser así esto afectaría al cálculo del porcentaje de húmeda, lo cual nos lleva a resultados erróneos con respecto al suelo.
Se recomienda que los cálculos se efectúen con la ayuda de algún programa para agilizar los trabajos y obtener resultados más exactos.
Se debe calibrar muy rigurosamente la altura de caída de la cuchara de Casagrande, cuya medida debe ser de 10 +/- 2 mm.
Si el suelo se encuentra más húmedo, su capacidad para fluir y cerrar la ranura será mayor, por ende necesitará una menor cantidad de golpes.
Al colocarse la pasta en la cápsula de Casagrande, este debe ser distribuido de manera muy uniforme para obtener resultados más óptimos.
La cantidad de golpes por segundo deberá de ser de 2, para así obtener resultados óptimos en los ensayos.
Se puede dar el caso de que un material no presente limite líquido si éste sólo presenta arena fina.
BIBLIOGRAFÍA
Fuentes Textuales.-
Lambe, T.W. Soil Testing for Engineers Wiley, New Cork, 1951, Capítulo 3 (Biblioteca Ingeniería Civil)
Bowles, J.E. Manual de Laboratorio de Suelos en Ingeniería Civil (Biblioteca Ingeniería Civil).
Fuentes Electrónicas.-
http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/nensuel.htm
MALLA
% PASANTE
