LABORATORIO DE GEOTECNIA PRACTICA 2: GRANULOMETRIA “
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ÍNDICE 1. OBJETIVO..................................................................................... 3 2. ANTECEDENTES .......................................................................... 3 3. METODOLOGIA............................................................................ 4 3.1 VÍA SECA ..................................................................................... 4 4. RESULTADOS .............................................................................13 4.1 VIA SECA ....................................................................................13 4.2 VIA HUMEDA ...............................................................................15 5. DISCUSION DE RESULTADOS...................................................17 6. CONCLUSIONES .........................................................................17 7. BIBLIOGRAFIA ............................................................................17
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GRANULOMETRIA 1. OBJETIVO Esta práctica se realiza para determinar el porcentaje de diferentes tamaños de grano contenido dentro de un suelo. El análisis mecánico p or vía seca o cribado por vía seca se realiza para determinar la distribución de las partículas de mayor tamaño (gravas y arenas), y el método de cribado por vía húmeda se utiliza para determinar la distribución de las partículas más finas.
2. ANTECEDENTES En los comienzos de la investigación de las propiedades de los suelos se creyó que las propiedades mecánicas dependían directamente de la distribución de las partículas constituyentes según su tamaño; por ello era preocupación especial de los ingenieros la búsqueda de métodos adecuados para obtener tal distribución. Sin embargo, hoy sabemos que es muy difícil deducir con certeza las propiedades mecánicas de los suelos a partir de su distribución granulométrica. Suelos gruesos, cuya granulometría puede determinarse por mallas, la distribución por tamaños puede revelar algo de lo referente a las propiedades físicas del material. En esos suelos gruesos, ha de señalarse, según ya se dijo que el comportamiento mecánico e hidráulico esta principalmente definido por la compacidad de los granos y su orientación. En suelos finos en estado inalterado, las propiedades mecánicas e hidráulicas dependen en tal grado de su estructuración e historia geológica, que el conocimiento de su granulometría, resulta totalmente inútil. Sin embargo, el ingeniero interesado en suelos debe estar suficientemente familiarizado con los criterios técnicos basados en la distribución granulométrica y con los métodos más importantes para su determinación, pues estos temas aun ocupan un espacio apreciable dentro de la literatura técnica.
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3. METODOLOGIA El cribado es un proceso mecánico que separa los materiales de acuerdo a su tamaño de partícula individual. Esto se cumple proporcionando un movimiento en particular al medio de cribado, el cual es generalmente una malla perforada, esto provoca que las partículas que son más pequeñas que el tamaño de las aberturas (de la malla) pasen a través de ellas como finos y que las partículas más grandes sean acarreadas como residuos. Existen dos tipos de cribado, por vía seca y vía húmeda, al cribado en húmedo se le añade agua. A continuación se enlista el equipo utilizado durante la práctica:
Un juego de mallas normalizadas según la ASTM Dos balanzas: con capacidades superiores a 20 kg y 2000 gr y precisiones de 1 gr y 0.1 gr, respectivamente. Horno de secado con circulación de aire y temperatura regulable capaz de mantenerse en 110º ± 5º C. Charolas metálicas.
Escobilla.
Espátula.
Brocha.
Capsulas de vidrio
Agua potable.
Cubetas.
3.1 VÍA SECA El primer paso en esta prueba será homogeneizar cuidadosamente el total de la muestra en estado natural como se muestra en la Figura 1.
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Figura 1. Homogenización del material a cribar.
Se reduce por cuarteo (Figura 2) a una cantidad de muestra adecuada para la realización del cribado.
Figura 2. Cuarteo.
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Una vez que se hecho el cuarteo, la muestra a cribar se coloca en una charola previamente pesada, la cual se volverá a pesar ahora con el material como lo muestra la Figura 3 para obtener el peso de la muestra.
Figura 3. Pesaje del material a cribar. Inmediatamente obtenido el peso de muestra a ensayar, se separa a través de las mallas 1 ½" y 1”, La fracción retenida en cada una de las mallas, se pesa (Figura 4) .
Figura 4. Pesaje del material retenido en la malla 1”.
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Se reduce la muestra que paso la malla #1” por cuarteo (Figura 5), de esta se toma una cantidad considerable, y ahora se repetirá el proceso de separación a través de las mallas 3/4”, 1/2”, 3/8” y 4 (4.76 mm) (Figura 6), nuevamente la fracción retenida en cada una de estas se pesa.
Figura 5. Cuarteo del material que pasa la malla #1”
Figura 6. Cribado del material. Se hace una reducción de la muestra que paso la malla #4 por cuarteo (Figura 7), se toma una cantidad de aproximadamente 500 gr y se repite la separación ahora 7
a través de las mallas 10 (2 mm), 20 (0.840 mm), 40 (0.420 mm), 60 (0.250 mm), 100 (0.149 mm) y 200 (0.074 mm), de igual manera se hace el pesaje del material retenido en cada una de las mallas (Figura 8).
Figura 7. Cuarteo del material que pasa la malla #4.
Figura 8. Pesaje del material retenido en la malla #20. Una vez realizado el último cribado, por diferencia de pesos, es posible obtener el peso que pasó la malla #200. 8
De acuerdo a los valores de los pesos retenidos en cada malla, se registran los datos para realizar los cálculos necesarios, los cuales se muestran en el apartado de Resultados.
3.2 VÍA HUMEDA El primer paso en esta prueba será saturar el sue lo fino durante 24 horas, para fines prácticos se saturo solo durante una 12 horas. Transcurrido el tiempo de saturación se comenzara a decantar el suelo (Figura 9).
Figura 9. Suelo a decantar. Una vez decantado, el material debe de ser lavado a través de las mallas #10, 20, 40, 60 ,100 y 200, hasta que el material retenido en cada una de las mallas sea de mayor tamaño que la abertura de la misma. (Figura 10)
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Figura 10. Lavado del material a través de las mallas finas.
El suelo retenido en cada malla será depositado en una capsula de vidrio previamente pesada, la cual será pesada nuevamente junto con el material (Figura 11).
Figura 11. Pesaje de la muestra retenida en la malla #40.
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Finalmente el material es secado en el horno de convección, y es pesado nuevamente en estado seco (Figura 12).
Figura 12. Muestras retenidas en cada una de las mallas antes de ser secadas
Los finos que pasan la malla #200 se dejaran sedimentar para después poder colocarlos en una charola y de igual manera secarlos mediante el horno de convección para obtener su peso seco (Figura 13).
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Figura 13. Material que paso la malla #200 dentro del horno. De acuerdo a los valores de los pesos secos retenidos en cada malla, se registran los datos para realizar los cálculos necesarios, los cuales se muestran en el apartado de Resultados.
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4. RESULTADOS 4.1 VIA SECA Peso total de la muestra (gr): 13546.9 Malla
Abertura (mm) Peso retenido (gr) Peso acumulado (gr)
1 1/2" 1"
38.1 25.4
198.7 3412.9
Separación 1 2780.3 3/4" 1/2" 3/8" 1/4" #4
#10 #20 #40 #60 #100 #200
19.05 12.7 9.525 6.35 4.76
2 0.84 0.42 0.25 0.149 0.074
13348.2 9935.3
Porcentaje que pasa 98.53 73.34
7155
725.5 558.8 230.8 235.7 92.4
2054.8 1496 1265.2 1029.5 937.1
Separación 2 458.7
478.4
220.8 98.8 44 21.59 14.11 36.93
237.9 139.1 95.1 73.51 59.4 22.47
54.20 39.46 33.37 27.16 24.72
12.82 7.50 5.12 3.96 3.20 1.21
Pasa #200: 22.47 Tabla 1. Resultados Vía seca.
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CURVA GRANULOMETRICA (VIA SECA) DIAMETRO (mm) 100
10
1
0.1
0.01
110 %
100 %
98.53
90 %
) 80 % % ( A 70 % S A P 60 % E U Q 50 % E J A 40 % T N E 30 % C R O 20 % P
73.34
54.20
39.46 33.37 27.16 24.72
12.82
10 %
7.50
0%
Gravas
5.12
3.96 3.20
1.21
Finos
Arenas Malla # 4
Malla #200
14
4.2 VIA HUMEDA
Peso total de la muestra (gr): 437.59 Malla
Abertura (mm)
Peso retenido (gr)
Peso acumulado (gr)
Porcentaje que pasa
#10 #20 #40 #60 #100 #200
2 0.84 0.42 0.25 0.149 0.074
220.8 98.8 44 21.59 14.11 36.93
361.61 312.82 227 186.87 150.84
82.64 71.49 51.88 42.70 34.47 24.43
106.9
Pasa 200: 106.9 Tabla 1. Resultados Vía seca.
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CURVA GRANULOMETRICA (VIA HUMEDA) DIAMETRO (mm) 100
10
1
0.1
0.01
110 %
100 %
90 %
) % 80 % (
82.64
A S 70 % A P E 60 % U Q 50 % E J A 40 % T N E 30 % C R O 20 % P
71.49
51.88 42.70 34.47
24.43
10 %
Malla #200
Malla #4
0%
Gravas
Finos
Arenas Malla #4
Malla #200
16
D60 D30 D10
22 7.8
CU: CC:
13.75 1.728409091
CU: CC:
21.1538462 1.00699301
1.6
Tabla 3. CC y CU (Vía Seca)
D60 D30 D10
0.55 0.12
0.026 Tabla 4. CC y CU (Vía Húmeda)
5. DISCUSION DE RESULTADOS Después de obtener los resultados que se muestran en las Tablas 1 y 2. Podemos obtener los coeficientes de uniformidad y curvatura (Tablas 3 y 4), los cuales nos darán pauta para dar una clasificación al suelo. El material cribado mediante el método seco, es una grava bien graduada ( GW), y el material cribado por la vía húmeda, es una arena bien graduada ( SW).
6. CONCLUSIONES Las pruebas de granulometría, no presentaron mayores complicaciones al momento de ser realizadas, mediante estas pruebas pudimos observar que el suelos se divide en gruesos y finos, se recomienda usar el método seco para suelos con mayor contenido gruesos, y el método húmedo para suelos con mayor contenido de finos.
7. BIBLIOGRAFIA Eulalio Juárez Badillo. México: Limusa, 2014
Mecánica de suelos I: Fundamentos de la mecánica de suelos I.
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