Practica 4 Granulometria

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ESCUELA POLITECNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y AMBIENTAL LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS PRACTICA N° 4 GRANULOMETRIA

Álvaro Fausto López Guevara 3er Semestre Ingeniería Civil Fecha de realización del ensayo: 14/03/2013 Fecha de entrega del informe: 21/03/2013





1. INTRODUCCION 1.1 Objetivos del ensayo 



 

Determinar la distribución de los tamaños de grano para dos muestras de suelo específicas, y representarla adecuadamente a escala en la curva granulométrica, usando dos métodos diferentes. Clasificar adecuadamente al suelo según el S.U.C.S.de acuerdo a los indicadores obtenidos a partir de la curva granulométrica. Justificar la importancia de un estudio de granulometría aplicado a la ingeniería civil. Determinar cuándo es aconsejable utilizar cada uno de los métodos de granulometría por tamizado.

1.2 Marco Teórico

La granulometría, trata de los métodos de medición del tamaño de un grano y por extensión de una población de granos. Se entiende por "grano" en sentido general a un trozo de materia sólida o líquida, esférica o no, que se encuentre en un fluido inmiscible. Si se trata de una partícula no esférica, se toma a menudo como diámetro equivalente, el diámetro de la esfera del mismo volumen que la partícula. Otra escogencia es el diámetro Se entiende por tamaño, una dimensión característica del grano, en general una longitud. Si se trata de un grano esférico, se tomará evidentemente como dimensión de su tamaño su radio o su diámetro. Para una partícula fuertemente irregular, es a veces difícil definir un tamaño equivalente que sea satisfactorio desde el punto de vista v ista físico. Determinar la granulometría de un suelo es hallar la distribución de las partículas que lo componen de acuerdo a su tamaño. Es un indicativo para determinar ciertas propiedades de los suelos de granos gruesos pero de poca utilidad en los suelos finos. El análisis se concreta a separar las partículas de suelo por medio de mallas o tamices normados por la ASTM, los mismos que definen el tamaño de las partículas. El Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (Unified Soil Classification System (USCS)) es un sistema de clasificación de suelos usado en ingeniería y geología para describir la textura y el tamaño de las partículas de un suelo. Este sistema de clasificación puede ser aplicado a la mayoría de los materiales sin consolidar y se representa mediante un símbolo con dos letras.





Gráfico 1. Clasificación sistema sistema S.U.C.S. S.U.C.S.

2. CALCULOS Y METODO OPERATIVO 2.1 Materiales    

Juego de tamices Balanza Horno eléctrico Cepillo de cerdas metálicas





2.2 Procedimiento Procedimiento 2.2.1 Método sin Lavado 

Se toma una muestra de suelo de 300g, la misma que es ideal para este análisis granulométrico son lavado.

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Se coloca el juego de tamices en el orden N° 4, N° 10, N° 20, N° 40, N° 100, N° 200 y al final del arreglo de tamices colocamos un recipiente metálico recolector para recoger finos con diámetros equivalentes inferiores al tamiz N° 200.



Se echa la muestra de suelo en el primer tamiz, tratando en lo posible de minimizar la perdida de finos, y se agita el juego de tamices manualmente por aproximadamente 3 minutos



Se separan los tamices cuidadosamente y se pesa el contenido de cada uno.



Si existen partículas atrapadas entre las aberturas de los tamices, se los invierte y con la ayuda de una brocha o un cepillo de alambre, según el número de tamiz, se suman a la fracción correspondiente al tamiz en que se encontraban.



Se anotan los resultados en la hoja de registro.

2.2.2 Método con Lavado 

Se toman aproximadamente 150 g de suelo con humedad natural.



Se toma una fracción de la muestra para determinar su contenido de humedad mediante el método de secado al horno.



Se vacía el material sobre los tamices N° 40 y N° 200.



Se pone los tamices bajo un chorro de agua y se lava lo mejor posible procurando eliminar todos los finos. Para este propósito se disgrega el material suavemente con las yemas de los dedos. Continuamos con este método hasta que el agua que sale de los tamices salga lo mas transparente posible, indicativo de que se han lavado gran parte de los finos.



Se recoge el suelo acumulado en los tamices en un recipiente procurando escurrir la mayor cantidad de agua y se procede a secarlas en el horno.





2.3 Cálculos

En el laboratorio se obtuvieron los datos necesarios para encontrar el contenido de humedad de la muestra húmeda, necesario para encontrar el peso de la muestra seca, con la que se realizará la práctica. CLASIFICACION DEL SUELO POR EL METODO SECO De la tabla5, mostrada en la sección siguiente, podemos determinar el porcentaje que pasa por el tamiz 200, necesario para clasificarla cl asificarla entre suelos gruesos o finos. Tabla5. Tamiz N°

4 10 20 40 60 100 200 Finos TOTAL

Abertura (mm)

Peso retenido (g)

% Retenido

4.750 2.000 0.850 0.425 0.250 0.150 0.075

5.4 72.8 56.4 38.7 42.8 37.18 31.24 13.68 298.2

1.81 24.41 18.91 12.98 14.35 12.47 10.48 4.59 100.00

% Retenido Acumulado

% Pasa

1.81 26.22 45.14 58.12 72.47 84.94 95.41 100.00

98.19 73.78 54.86 41.88 27.53 15.06 4.59 0.00

Como el porcentaje que pasa el tamiz 200 es 4.59% y menor al 50% para clasificarlo como fino, es un suelo grueso, y como la fracción fina es menor al 5% no es necesario un análisis de esta. Ahora es necesario saber qué porcentaje de la l a muestra que no pasó el tamiz 200, se encuentra sobre y bajo el tamiz 4, tenemos entonces %Gravas %Arenas %Finos

1.82 93.59 4.59

Como el porcentaje de arenas es as del 50% de la muestra de gruesos, es una arena. Ahora es







logarítmica. Como no es preciso para algunos valores necesarios, se realizo una aproximación en la grafica por simple observación, obteniendo los valores. C10 C30 C60

0.12 0.285 1.12

 

 

    

 

  

Para tener una distribución bien graduada deber tener un    y un    ; como no cumple con en el coeficiente de curvatura necesario, la arena es clasificada como mal graduada. CLASIFICACION SUCS SP Arenas y Arenas gravosas mal gradadas sin finos o con pocos finos. 3. TABLAS 3.1 Datos experimentales experimentales

Tabla1. Contenidos de Humedad





Tabla 2. Método sin Lavado

Tabla3. Método con Lavado

Tamiz N°

Peso retenido (g)

Tamiz N°

Peso retenido (g)

4 10 20 40 60 100 200 Finos TOTAL

5,4 72,8 56,4 38,7 42,8 37,18 31,24 13,68 298,2

4 10 20 40 60 100 200 Finos TOTAL

2,56 24,15 31,54 16,54 10,04 7,87 5,96 0,13 98,79

3.2 Cálculos Realizados

Tabla 4. Contenido de Humedad (Método por Lavado) Id. Capsula LS12 LS55 Promedio: w%=14.17

w%

14,18 14,16

Tabla 5. Análisis Método Seco Tamiz N°

Abertura (mm)

Peso retenido (g)

% Retenido

% Retenido Acumulado

% Pasa





Tabla 6. %Gravas %Arenas %Finos

1.82 93.59 4.59

Grafico2. Curva Granulométrica Método Seco

Metodo Seco 100 90 80 70 60 a s a 50 P % 40 30 20 10 0 10.000

1.000

0.100 Tamano Grano(mm)

Tabla7. Análisis Método con Lavado

0.010





Tabla8. %Gravas %Arenas %Finos

2.59 97.28 0.13

Grafico3. Curva Granulométrica Método con Lavado

Metodo con Lavado 100 90 80 70 a 60 s a 50 P % 40 30 20 10 0 10.000

1.000

0.100

Tamano particulas (mm)

Tabla 7. Coeficientes

D10

TAMAÑO EN mm Sin lavado Con lavado 0.12 0.20

0.010





Los coeficientes del diamtero nominal para el 10, 30 y 60% de la muestra se los identifico gráficamente, lo cual puede llevarnos a un error del 1-3% que es normal en este tipo de ensayo.

5. CONCLUSIONES 









El suelo analizado por el método seco corresponde a una arena mal gradada, en cuanto posee el 93.59% de la muestra total entre los tamices 4 y 200, por sus coeficientes de uniformidad y curvatura la clasificamos como SP, Arena Mal Gradada. La segunda muestra analizada por el método de lavado, corresponde a una arena por estar el 97.28% de la muestra entre los tamices 4 y 200, al no tener un porcentaje de finos mayor al 5% no se analiza esta fracción con un cu=7.75 y un cc=1.12, clasifica como bien gradada. Utilizamos el método de granulometría por tamizado seco, cuando la muestra de suelo no tiene contenido de humedad o un contenido de humedad muy cercano a 0, caso contrario estaríamos midiendo valores de peso del agua. El método por lavado y secado al horno, asegura que el contenido de humedad sea 0. U n estudio de la granulometría del suelo es importante en ingeniería civil, civil , puesto que hace referencia a la fase solida del suelo, la misma que en práctica estará sometida a cargas y por tanto a esfuerzos. Conociendo la granulometría se infieren propiedades como resistencia, etc. Como las partículas que pasan por los tamices no son completamente esféricas no podemos hablar de un radio común, sino de un radio equivalente que depende de factores como el acomodo de las partículas individuales, tiempo de agitación, etc.

6. BIBLIOGRAFIA Y REFERENCIAS 

Juárez Badillo, E. y Rico Rodríguez, A. Mecánica de Suelos. 3ra. Ed., Limusa, 2001. Powrie, W. Soil Mechanics, Concepts & Applications. 2da. Ed., Spon Press, 2004.

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Mecánica de Suelos, T.W.Lambe & R.V.Whitman, MIT, 1993

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Practica 4 Granulometria

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