DETERMINACION DEL ANALISIS GRANULOMETRICO DE LOS SUELOS
ADAN ALFONSO ARIAS ANGULO
ING. LEONARDO TOSCANO
UNIVERSIDAD DE SUCREFACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA AGRÍCOLAGEOLOGIA Y MECANICA DE SUELOS
SEMESTRE VSINCELEJO-SUCRE
2014
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL.
Determinar experimentalmente la distribución cuantitativa del tamaño de las
partículas de un suelo fino (arcilla), teniendo en cuenta que este debe pasar el
tamiz N°200, basándose en la sedimentación del material en un líquido, conocer
la variación de caída de la densidad de la suspensión con el trascurso del tiempo,
esto por medio del hidrómetro y determinar experimentalmente los límites de
consistencia o los límites de atterberg de un suelo fino (arcilla) previamente seco,
triturado y pasado por el tamiz N° 40, con el fin de analizar la resistencia del
material al someterse a esfuerzos de cortantes, sabiendo que al perder agua la
muestra va a aumentar su resistencia y así alcanzar un estado plástico que lo
haría fácil al moldear.
OBJETIVO ESPECIFICO.
Representar gráficamente la distribución cuantitativa del tamaño de
las partículas finas de un suelo.
Representar gráficamente la cantidad de humedad promedio del
suelo fino respecto al número de golpes proporcionado a la muestra.
Definir la proporción de arcilla y limo presentes dentro una masa de
suelo.
Determinar de manera indirecta el porcentaje de partículas que
pasan por el tamiz N°200(0.075 mm).
Determinar el análisis granulométrico de los suelos por el método del
hidrómetro.
Adquirir conocimientos acerca el manejo del método del hidrómetro
para obtener la distribución de partículas de suelos finos (arcilla).
Determinar índice de consistencia, índice de fluidez e índice de
plasticidad del suelo trabajado.
Clasificar el suelo según lo establecido por la USC y la AASHTO.
Analizar el suelo desde todos los ámbitos para saber cuándo un
suelo es acto para construcción.
Determinar y clasificar el tipo de suelo mediante el ensayo de
laboratorio
Determinar y clasificar el tipo de suelo mediante el ensayo de
laboratorio
MARCO LEGAL
NORMA: ASTM D422- 63
Este método cubre la determinación cuantitativa de la distribución del tamaño de
las partículas presentes en una muestra de suelo. La distribución de las partículas
mayores que 0.075mm (retenido tamiz Nº 200) es determinada por tamizado, y la
más fina es determinada por procesos de sedimentación usando un hidrómetro. La
muestra es separada por un proceso de cuarteo o por cualquier otro método que
permita una adecuada selección de la fracción representativa de la muestra a
estudiar. La fracción seleccionada se divide en dos porciones: una contiene sólo
las partículas retenidas en el tamiz Nº 10y la otra porción contiene las que pasan
el tamiz Nº 10, la cantidad seleccionada debe ser tal que compense el peso de las
fracciones más finas o más gruesas de la muestra a estudiar. A continuación se
dan unos valores que pueden servir de orientación de la cantidad de muestra a
tomar en función del tamaño máximo de la partícula de suelo para el material
retenido en la malla No, 10: Diámetro nominal de la partícula más grande Cantidad
mínima demuestra que debe quedar retenida en el tamiz Nº10.
El tamaño de la fracción que pasa la malla No.10 debe ser de aproximadamente
115g para arenas y 65 g. para limos y arcillas. La muestra seleccionada debe
estar seca o someterla a proceso de secado al horno por 110+/- 5°C por 24 horas
o hasta lograr peso constante.
NORMA AASHTO T- 88
Este método describe unprocedimiento para la determinacióncuantitativa de la
distribuciónde tamaños de partículasen los suelos. Lo siguiente se aplicaatodos
los límitesespecificadosen esta norma: A los efectos de determinarla conformidad
conestas especificaciones,un valor observadoo un valorcalculadose redondeará"a
launidad más cercana" en el últimolugarde la derechade las cifrasutilizadasen la
expresión del valor límite, de acuerdo con ASTME29.
NORMA: ASTM D422- 63
Esta norma nos explica que es y cómo es el proceso para calcular El límite
plástico de un suelo, es el contenido más bajo de agua, determinado por este
procedimiento, en el cual el suelo permanece en estado plástico. El índice de
plasticidad de un suelo es el tamaño del intervalo de contenido de agua,
expresado como un porcentaje de la masa seca de suelo, dentro del cual el
material está en un estado plástico. Este índice corresponde a la diferencia
numérica entre el límite líquido y el límite plástico del suelo. Es de anotar el equipo
y material que es necesario para realizar la evaluación son:
-Espátula: De hoja flexible, de unos 76.2 mm (3") de longitud por 20 mm (3/4") de
ancho,
-Cápsula para evaporación: De porcelana, o similar, de 115 mm (4 1/2”) de
diámetro,
-Balanza: De 100 g de capacidad con aproximación a 0.01 gr y
-Aparato de enrollamiento: Para determinar el límite plástico, (opcional).
Se debe tener especial cuidado en quitar el adhesivo que quede en el aparato
para enrollado después de llevada a cabo la prueba. Pruebas repetidas, sin retirar
este pegante, tendrán como resultado de la acumulación de adhesivo, una
disminución del diámetro de los rollos del suelo. Si se quiere determinar sólo el
límite plástico, se toman aproximadamente 20 gr de la muestra que pase por el
tamiz de 425 μm (No.40), obtenidos de acuerdo con las normas INV E
–106 o INV E
–107 (Preparación en seco y en húmedo de muestras de suelo para análisis
granulométrico y determinación de las constantes físicas). Se amasa con agua
destilada hasta que pueda formarse con facilidad una esfera con la masa de suelo.
Se toma una porción de unos 6g de dicha esfera como muestra para el ensayo. Si
se requieren el límite líquido y el límite plástico, se toma una muestra de unos 15
g. de la porción de suelo humedecida y amasada, preparada de acuerdo con la
norma INV E
–125 (determinación del límite líquido de los suelos). La muestra debe tomarse en
una etapa del proceso de amasado en que se pueda formar fácilmente con ella
una esfera, sin que se pegue demasiado a los dedos al aplastarla. Si el ensayo se
ejecuta después de realizar el del límite líquido y en dicho intervalo la muestra se
ha secado, se debe añadir más agua. En la mayoría de los casos, se puede
enrollar simultáneamente más de una masa de suelo en el aparato. Cuando el
diámetro del rollo llegue a 3 mm, se divide en seis u ocho trozos. Se juntan los
trozos y se aprietan entre los pulgares y dedos de ambas manos formando una
masa uniforme de forma elipsoidal y se enrolla de nuevo.
PROCEDIMIENTO
Se Tomó ± 1000 gr de muestra sometió está a un proceso de secado en estufa,
luego se extrajeron 500 gr de suelo seco ( P1 ), de los cuales se sometió 200gr a
proceso de lavado por el tamiz No. 200 se recogió el suelo retenido en la malla
después de lavado y se secó nuevamente ; Se pesó y se obtuvo P2.
Se hizo pasar P2 por la serie de tamices, comenzando por el mínimo tamiz que
deje pasar 100% de la muestra, se continuó tamizando con movimientos
horizontales hasta llegar al tamiz No. 200, se anotó en cada caso el peso del suelo
retenido, concluyendo el proceso con el tamiz No. 200.
A partir del material traído del campo se obtiene una muestra representativa de la
masa del suelo y se seca en el horno. Se reducen los terrones de la muestra a
tamaños de partículas elementales.
El material así reducido se emplea para realizar la granulometría gruesa vertiendo
el suelo a través de los tamices: 3", 2½", 2", 1½", 1", ¾", 3/8", No. 4, No 200,
dispuestos sucesivamente de mayor a menor, colocando al final receptáculo
denominado fondo. Luego se pasa a tamizar el material colocándolo en los
agitadores mecánicos, cinco minutos en el de movimiento vertical y cinco minutos
en el de movimiento horizontal.
Si no se cuenta con agitadores mecánicos se tamiza manualmente durante diez
minutos. Se recupera el material retenido en cada tamiz asegurándonos
manualmente de que las partículas hayan sido retenidas en el tamiz
correspondiente. Se procede a pesar el material retenido en cada tamiz, pudiendo
hacerse en forma individual o en forma acumulada.
El suelo que se encuentra en el fondo se pesa siempre individualmente. Una vez
pesado, el material que se encuentra en el fondo se cuartea para obtener una
muestra que pese entre 150 y 300 gramos con la cual se hace la granulometría
fina. La muestra obtenida del cuarteo se pesa y se lava sobre el tamiz No. 200
para eliminar el material menor que ese tamaño.
Se coloca la muestra en el horno y se seca durante 24 horas a 110 0C, después de
lo cual se vierte sobre los tamices: No. 10, No. 30, No. 40, No. 100, No. 200 y
fondo dispuestos sucesivamente de mayor a menor abertura y se procede igual
que para la granulometría gruesa.
El Cuarteo
El cuarteo tiene por objeto obtener de una muestra de porciones representativas
de tamaño adecuado para efectuar las pruebas de laboratorio que se requieren.
El equipo necesario para efectuar el cuarteo es el siguiente: Báscula de 120 Kg.
de capacidad con aproximación de 10 gramos, palas de forma rectangular, hule o
lona ahulado de 150 cm, como mínimo por lado, regla de dimensiones adecuadas
al volumen para cuartear, cazuelas metálicas de forma rectangular de
dimensiones apropiadas, cucharón, partidor de muestras con aberturas en los
ductos separadores e 1.5 veces aproximadamente el tamaño máximo de las
partículas de la muestra equipada con recipientes para depositar el material
separado, y un cucharón plano
Para efectuar el cuarteo se deberá seguir los siguientes pasos:
- Formando un cono con la muestra para seleccionarlos por cuadrante, para esto
se resuelve primero todo el material hasta que presente un aspecto homogéneo;
traspaleando de un lugar a otras 4 veces sobre una superficie simplemente
horizontal, lisa y limpia.
- Se procederá después a formar el cono, depositando el material en el vértice del
mismo, permitiendo que dicho material por si solo busque su acomodo y
procurando a la vez que la distribución se haga uniformemente.
- El cono formado se transformara en cono truncado, colocando la pala del vértice
hacia abajo y haciéndola girar alrededor del eje del cono, con el fin de ir
desalojando el material hacía la superficie hasta dejarlo con una altura de 15 a 20
cm. enseguida dicho cono truncado se dividirá y separara en cuadrantes por
medio de una regla de dimensiones adecuadas.
- Se mezclara el material de dos cuadrantes opuestos y con este, en caso de ser
necesario, se repite el procedimiento anterior sucesivamente, hasta obtener de la
muestra del tamaño requerido. Se deberá tener cuidado de no perder material fino
en cada operación del cuarteo.
Límites de Atterberg
Se selecciona una muestra de suelo (200 g) y tamizarla en el Tamiz No. 40, luego
el material pasa tamiz 40 se mezcla con agua (cantidad cualquiera) hasta formar
una pasta. Posteriormente dicha pasta fue colocada en la Cazuela de
Casagrande, previamente calibrada, (teniendo en cuenta que su ubicación fuese la
más adecuada y cuidadosa posible), luego se procede a hacer una ranura de un
milímetro de ancho en el centro de la Cazuela usando el acanalador, y
posteriormente, se procede a realizar (y contar) la cantidad de golpes necesarios
para que la ranura se cierre por lo menos un centímetro; se toma una muestra y se
lleva al horno a fin de determinan su humedad. Teóricamente se sabe que el límite
líquido es la humedad que tiene el suelo que permita que la ranura se cierre al
realizar 25 golpes. Para determinar el límite plástico se toma la misma mezcla y se
moldean unos rollitos; de tal forma que estos no se fisuren hasta que tengan tres
milímetros de diámetro (aproximadamente), cuando esto se logre se toman
muestras para calcular la humedad, dicha humedad corresponde al límite plástico.
METODOLOGIA
ANALISIS GRANULOMETRICO Y GRANULOMETRIA POR HIDROMETRO
Realizar un análisis granulométrico es obtener la distribución por tamaño de las
partículas presentes en una muestra de suelo. Para determinar la distribución
granulométrica de las partículas de cualquier suelo que contenga material de
grano fino, deberá usarse el método de análisis mecánico en húmedo. Los
métodos de análisis en húmedo se basan en la ley de Stokes, que dice que la
velocidad a la que cae una partícula esférica a través de un medio líquido es
función del diámetro y del peso específico de la partícula. Se hace una suspensión
del suelo, que se agita y luego se deja en reposo. Después que ha transcurrido un
tiempo dado, todas las partículas mayores que las de un tamaña determinado se
han asentado debajo de un plano situado a una profundidad arbitraria en la
suspensión. Este tamaño puede calcularse por medio de la ley de Stokes. La
densidad correspondiente de la suspensión a la profundidad arbitraria es la
medida de la cantidad de suelo menor que el tamaño calculado. De esta manera,
midiendo la densidad en tiempos diferentes, puede determinarse la distribución de
los tamaños de las partículas.
Los suelos formados por partículas gruesas se identifican fácilmente por
inspecciones visuales. Para ello se extiende una muestra representativa sobre una
superficie plana y se observa la distribución de las partículas, tamaño de las
mismas, forma y composición mineralógica. Para la granulometría de los suelos
finos se agita la muestra en agua dentro de un recipiente de vidrio y se le deja
sedimentar.
La malla que se usa más comúnmente en el campo o en el laboratorio es la Nº200
U.S. estándar, en la que la anchura de las mallas es de 0.075 mm. Por esta razón
se ha aceptado como la frontera estándar entre los materiales de granos gruesos
y los de granos fino.
Rc = R real - corrección de cero + CT
Una vez corregida la lectura del hidrómetro (sin incluir el hecho que la gravedad
específica de los sólidos puede diferir de 2.65), el porcentaje de material más fino
puede calcularse por simple proporción (si Gs = 2.65) como:
Porcentaje más fino = Rc/Ws x 100
Rc = granos de suelo en suspensión en un tiempo t dado
Ws = peso original de suelo colocado en suspensión, gr.
Si Gs no es igual a 2.65, es posible calcular una constante a para utilizar en la
siguiente ecuación por proporción como sigue:
a = 1.
Gs/(Gs-1) 2.65/(2.65-1)
Despejando a se tiene:
a = Gs (1.65)/(Gs – 1) 2.65
El porcentaje más fino cuando Gs ¹ 2.65, se calcula como:
Porcentaje más fino = Rc * a / Ws x 100
En la tabla b se dan los valores típicos para a. Cuando se trata de realizar
cálculos, L en cm y t en minutos para obtener D en mm como sigue:
D = 30h L/980 (Gs –Gw) t
Que puede a su vez ser simplificada
D = K mm
LIMITES DE ATTERBERG
Los límites de Atterberg o límites de consistencia se utilizan para caracterizar el
comportamiento de los suelos finos.
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.
Los ensayos se realizan en el laboratorio y se miden la cohesión del terreno y su
contenido de humedad, para ello se forman pequeños cilindros de 3mm de
espesor con el suelo. Siguiendo estos procedimientos se definen tres límites:
Límite líquido: Cuando el suelo pasa de un estado semilíquido a un estado plástico
y puede moldearse. Para la determinación de este límite se utiliza la cuchara de
Casagrande.
Límite plástico: Cuando el suelo pasa de un estado plástico a un estado
semisólido y se rompe.
Límite de retracción o contracción: Cuando el suelo pasa de un estado semisólido
a un estado sólido y deja de contraerse al perder humedad.
Solido Semi-solido Plástico Semi-liquido Liquido
0 W% 100 W%
EQUIPOS Y MATERIALES
Balanza analítica.
Probetas de 1000 ml.
Hidrómetro (modelo 152H).
Agente dispersante ( Hexametafosfato de sodio al 4% (NaPO3)).
Recipiente.
Termómetro.
Cronometro.
Aparato de Casagrande, incluyendo la solera plana y el ranurador trapezoidal.
Espátulas flexibles.
Tamiz 3/4; 1/4; #4; #8; #20; #40; #60; #100; #200.
Horno con temperatura constante de 100 a 110°C.
Recipientes de humedad con su tapa.
Triturador.
Muestra de suelo fino.
Agua.
Taza plástica.
RESULTADOS Y ANALISIS
Análisis granulométrico mecánico.
W1=300gr
W2=125.2gr*0.02=2.504gr error del 2%
125.2gr – 124.5gr = 0.1 (por debajo del error permitido se procede al calculo.)
0.1¿ tamiz=
0.19 =0.011
%Retenido = MASA RETENIDAMUESTRATOTAL
∗100
%Acumulado que pasa = 100−%ACUMULADO
%Ret. acumulado (i) = %ACUMULADO+%RETENIDO
Tabla de resultados y cálculos:
Peso total 300grTamiz Diámetro Peso peso %Re %Ret
acum%q
pasaUS estándar
mm Ret en gr Ret corg en gr
3/4” 19 0 ------------- 0 0 1001/4” 6.3 9.9 9.911 3.30 3.30 96.7#4 4.75 4.9 4.911 1.637 4.937 95.063#8 2.36 6.5 6.511 2.170 7.107 93.893
#20 8.50 11.5 11.511 3.837 10.944 89.036#40 42.5 23.5 23.511 7.837 18.781 81.219#60 25.0 29.8 29.811 9.937 28.718 71.282#100 15.0 22.4 22.411 7.47 36.188 63.812#200 7.5 15.9 15.911 5.30 41.488 58.512
Fondo 175.5 175.11 58.37 99.858 0.142Total 300
Datos obtenidos en el proceso de hidrómetro
ANÁLISIS DEL HIDRÓMETROHidrómetro N°. Modelo 152H
Gs de los sólidos 2.7
A 0.9889
Agente dispersante Hexametafosfato de sodio
Cantidad 125 ml
W suelo 50 gr
Corrección de cero -8
Corrección de menisco 0.5
• Corrección x cero = menisco superior – menisco inferior
= -2 – 6 = -8
• Corrección x menisco = menisco superior – menisco inferior
= 2 – 1.5 = 0.5
• a = Gs (1.65) / ( Gs – 1 ) 2.65
a = 2.7 (1.65) / (2.7 – 1)* 2.65 = 0.9889
• Fórmula para cálculos de hidrómetro:
• Rc = Rreal ± corrección por menisco + corre. Temperatura
• % más fino = Rc * a *100 / Ws a: tabla 6.2
• R = Rreal ± corre. por menisco
• L = tabla 6.5
• K = tabla 6.4
• D = k (mm)
Tabla N°4. Análisis por tamaño y forma de granos. Método del hidrómetro
Fecha(d/m/a)
t(min)
T(°C)
Ra
realRc %
más fino
R L (cm)
L/t K (g/cm3)
D(mm)
30-09-14
1 29.5 49 44.425 87.86 43.925 9.1 9.1 0.0121 0.0365
2 29.5 49 44.425 87.86 43.925 9.1 4.55 0.0121 0.02584 29 46 41.05 81.18 40.55 9.6 2.4 0.0121 0.01878 29.5 44 39.425 77.97 38.925 9.9 1.2375 0.0121 0.013416 29.5 41 36.425 72.04 35.925 10.4 0.65 0.0120 0.009630 30 38 33.8 66.84 33.33 10.9 0.3633 0.0120 0.007260 31 34 29.8 58.93 29.3 11.5 0.1916 0.0120 0.0052
120 31.5 31 26.8 53.00 26.3 12 0.1 0.0120 0.0037240 32 31 26.8 53.00 26.3 12 0.05 0.0120 0.0026280 30 31 26.8 53.00 26.3 12 0.0428 0.0120 0.0024
01-10-14
1150 27 31 25 49.44 24.5 12.2 0.0106 0.0124 0.00127
1240 28 30 24.5 48.45 24 12.4 0.01 0.0123 0.001231360 28 30 24.5 48.45 24 12.4 0.0091 0.0123 0.00111510 29 28 23.05 45.58 22.55 12.5 0.0082 0.0121 0.001091600 30 26 21.8 43.11 21.3 12.9 0.0080 0.0120 0.001071720 29 26 21.05 41.63 20.55 12.9 0.0075 0.0121 0.00104
02-10-14
2590 29 26 21.05 41.63 20.5 12.9 0.0049 0.0121 0.00084
2680 29 25 20.05 39.65 19.55 13 0.0048 0.0121 0.00032800 29 25 20.05 39.65 19.55 13 0.0046 0.0121 0.000822950 27 24 18 35.60 17.5 13.3 0.0045 0.0124 0.000833040 27 24 18 35.60 17.5 13.3 0.0043 0.0124 0.000813160 27 23 17 33.62 16.5 13.5 0.0042 0.0124 0.00080
(4-6)-10-14
4030 27 22 16 31.64 15.5 13.7 0.00339 0.0124 0.00072
4120 27 21.5 15.5 30.65 15 3.8 0.00334 0.0124 0.000714240 27 21 15 29.66 14.5 13.8 0.0032 0.0124 0.00070
DETERMINACION DEL LÍMITE LÍQUIDO (LL)
Recipiente N° 1 2 3 4Peso Recip. + Mat. Húmedo (gr) 16.2 17.5 22.2 42.7
Peso Recip. + Mat. Seco (gr) 12.1 13.8 17.6 36.9
Peso Agua (gr) 4.1 3.7 4.6 5.8
Peso Recipiente (gr) 6.2 8.69 11.8 29.8
Peso Material seco (gr) 5.9 5.11 5.8 7.1
% Humedad 69.49 72.40 79.31 81.69
N° golpes 65 51 21 11
Log N 1.81 1.70 1.32 1.04
TABLA N° 1. DETERMINACION DEL LÍMITE LÍQUIDO (LL)
CALCULOS:
Ww=(Wsh+Wrec )−(Wss+Wrec )
Dónde:
Wsh+Wrec: es el peso húmedo más el peso del recipiente
Wss+Wrec: peso del suelo seco más peso del recipiente
Ws=(Wss+Wrec )−Wrec
Dónde:
Wss+Wrec : Es el peso del suelo seco más el peso del recipiente
Wrec : Peso del recipiente%
W=WwWs
∗100
Dónde:
Ww: peso del agua o suelo húmedo
Ws: peso del suelo seco
Ensayo 1
Ww=16.2-12.1=4.1
Ws=12.1-6.2=5.9
%W= (4.1)/(5.9)*100
%W= 69.49%
Ensayo 2
Ww=17.5-13.8=3.7
Ws=13.8-8.69=5.11
%W= (3.7)/(5.11)*100
%W= 72.40%
Ensayo 3
Ww=122.2-17.6=4.6
Ws=17.6-11.8=5.8
%W= (4.6)/(5.8)*100
%W= 79.31%
Ensayo 4
Ww=42.7-36.9=5.8
Ws=36.9-29.8=7.1
%W= (5.8)/(7.1)*100
%W= 81.69%
fi=W 2−W 1N 2−N 1
=81.69%−69.49%11−65
=−0.225
(W-W1)= fi (N-N1) (W-81.69) = -0.225(N-11) W=-0.225N +84.165
W L = -0.225 (25) +84.165 WL=78.54% WL=LL
A continuación la representación gráfica para determinación de LL.
Grafica de contenido de humedad (%) contra logaritmo de N golpes utilizados en
el aparato de Casagrande para obtener recta de W.
1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.577.5
78
78.5
79
79.5
80
80.5
%humed vs N golp
%humed vs N golp
DETERMINACION DEL LÍMITE PLASTICO (LP):
Recipiente N° 1 2
Peso Recip. + Mat. Húmedo (gr) 13.7 20.4
Peso Recip. + Mat. Seco (gr) 11.8 17.9
Peso Agua (gr) 1.9 2.5
Peso Recipiente (gr) 6.9 11.4
Peso Material seco (gr) 4.9 6.5
% Humedad 38.77 38.46TABLA N° 2. DETERMINACION DEL LÍMITE PLASTICO (LP)
CALCULOS:
Ensayo 1
Ww=13.7-11.8=1.9
Ws=11.8-6.9=4.9
%W= (1.9)/(4.9)*100
%W= 38.77%
Ensayo 2
Ww=20.4-17.9=2.5
Ws=17.9-11.4=6.5
%W= (2.5)/(6.5)*100
%W= 38.46%
LP=W 1+W 22
=38.77%+38.46%2
=38.615%
DETERMINACIÓN DEL INDICE DE PLASTICIDAD (IP):
IP=LL-LP IP=78.54% - 38.615% IP=39.925%
IP > 17; suelo de alta compresibilidad.
Clasificación del suelo: Según la USC:
Suelo de partícula fina donde limite liquido > 50, suelo inorgánico donde
IP>7, por tanto; es un suelo de símbolo grupal CH es decir, suelo arcilloso
de alta plasticidad.
Según la AASHO:Teniendo en cuenta el material que pasa la malla 200 y características de
tracción que pasa malla 40 para los límites es un suelo de clasificación
grupal A-7-5, suelo arcilloso por ser su límite plástico > 30.
Consideraciones y aportaciones:
Hidrómetro:
Se encontró que como las partículas de la arcilla era menor a 0.075mm pasa tamiz
#200, era necesario hacer el análisis granulométrico, por vía húmeda; es decir
usando un hidrómetro, ya que este mide la gravedad especifica de la suspensión
agua-suelo en el centro del bulbo; lo que por medio de unas correcciones y
algunos cálculos nos lleva a la relación granulométrica que existe entre los
porcentajes de peso y el diámetro de las partículas, estos a la vez permitió
identificar el porcentajes de arcilla y el de limo dentro del suelo muestra.
De la practica se obtuvo que alrededor del 50% de la muestra de suelo es arcilla,
por ende el resto es limo; dejando la muestra clasificada como un suelo arcillo-
limoso, es posible hacer esta afirmación gracias a la distribución de los tamaños
de la partículas de la muestra, varia en el tamaño característico de la arcilla dentro
del 50%.
Granulometría:
De la gráfica N°1 se comprendió que su curva de flujo corresponde a una recta de
pendiente -0.225 en el que se halla una ecuación lineal para determinar el grado
de humedad a los 25 golpes, teniendo en cuenta que la inclinación de la
pendientes es negativa lo que nos indica que los valores de humedad y los
numero de golpes son inversamente proporcionales. A través de la grafica también
se pudo verificar que el límite líquido de nuestro suelo identificando el punto de
intersección entre 25 golpes y la línea recta producida por los datos de humedad -
nº golpes da el valor de límite líquido hallado en la ecuación. Además es posible
decir que el Nº de golpes es inversamente proporcional a la humedad, es decir, a
mayor Nº de golpes menor será la humedad del suelo. Este se dio cuando el suelo
pasó de un estado semilíquido a un estado plástico permitiéndose una fácil
maleabilidad.
Ya para el limite plástico se tuvo en cuenta la humedad promedio encontrada que
fue de 38.615%, el cual se dio cuando el material usado pasó de un estado
plástico a un estado semisólido y al romperse. Al conocer nuestro límite líquido
debemos conocer también nuestro límite plástico, puesto que la diferencia de
ambos nos lleva al índice de plasticidad, el cual nos indica el intervalo de
humedades entre los cuales el suelo se comporta como un material plástico. El
límite plástico se deduce del promedio de contenido de humedades obtenidas en
los ensayos del mismo.
Por otra parte; se pudo analizar que el material utilizado fue de carácter arcilloso,
el cual poseía una alta compresibilidad al poseer un índice de plasticidad mucho
mayor de 17 (IP = 39.925%), como está estipulado para las diferencias en los
valores estándar de los límites líquido y limite plástico.
También se comprendió que el material usado según las normas de clasificación
USC, pertenece al grupo CH que nos demuestra que es un suelo de alta
plasticidad y según la AASHO un suelo de clasificación A-7-5 el cual dicha
clasificación general como subrasante es de regular mala.
CONCLUSIONES
Las arcillas son agregados de partículas pequeñísimas derivadas de la
descomposición química de las rocas, son plásticas y el tamaño de sus
partículas es menor a 0.005mm.
Los hidrómetros están calibrados para hacer la lectura al nivel libre del
líquido. Al formarse el menisco alrededor del vástago, la lectura correcta no
puede hacerse, ya que las suspensiones de suelo son transparentes, por lo
que se necesita leer donde termina el menisco y corregir la lectura
sumando la altura del menisco.
El ensayo de Hidrómetro se basa en la sedimentación de un material en
suspensión en un líquido; sirve para la determinación de la variación de la
densidad de la suspensión con el transcurso del tiempo y medir la altura de
caída del gramo de tamaño más grande correspondiente a la densidad
media.
La corrección por menisco es constante para un hidrómetro dado, y se
determina introduciendo el hidrómetro en agua destilada o desmineralizada
y observando la altura a la cual el menisco se levanta por encima de la
superficie del agua.
El método del hidrómetro nos permite obtener el diámetro promedio de los
gránulos finos de un material como el arcilloso en el que su curva de
distribución es consecuente a su porcentaje de finidez.
El método del hidrómetro nos permite determinar en un material fino el
coeficiente de uniformidad que no son posibles hallar mediante el método
mecánico.
Del ensayo se puede enfatizar que la muestra es de clasificación grupal
CH; es decir, una arcilla de alta plasticidad al poseer un límite líquido
mayor a 50.
Se comprobó que la arcilla al agregarle agua, pasa gradualmente del
estado sólido al estado plástico y finalmente al estado líquido, donde el
contenido de agua con que se produce el cambio de estado varía de un
suelo a otro para el cual el suelo presenta un comportamiento plástico, es
decir, al aceptar una deformaciones sin romperse (plasticidad).
A medida que aumenta el contenido de humedad los suelos se vuelven más
plásticos, los cuales son más resistentes y exhiben considerable cohesión,
pudiendo ser moldeados.
Siendo la plasticidad una función de las fracciones más finas del suelo, los
distintos suelos tendrán diferente plasticidad según el contenido de arcilla.
Para la determinación de los límites de atterberg se utiliza solamente la
porción de suelo que pasa por el tamiz Nº 40.
El Límite líquido se da cuando el suelo pasa de un estado semilíquido a un
estado plástico y puede moldearse. Para la determinación de este límite se
utiliza la cuchara de Casagrande.
BIBLIOGRAFIA
• TERZAGHI & PECK. “Mecánica de Suelos en la Ingeniería Práctica”.Ed.
“El Ateneo”. Bs.As. Segunda Edición 1978.
• Guías de laboratorio
• Normas ASTM D422-63