UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de Ingeniería Civil
GRANULOMETRÍA DE SUELOS
Ing. Daniel Basurto R.
MECÁNICA DE SUELOS
CENTRO PERUANO JAPONÉS DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN DE DESASTRES CISMID
CENTRO PERUANO JAPONÉS DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN DE DESASTRES CISMID
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO
ASTM – D422
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ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO
• El análisis granulométrico es un intento de determinar las proporciones relativas de los diferentes tamaños de granos presentes en una masa de suelos dada.
• Para obtener un resultado significativo la muestra debe ser estadísticamente representativa de la masa de suelo.
• Los tamices varían en tamaño desde 3” en la serie mas gruesa hasta el N° 200 en la serie correspondiente a suelo fino.
• La información obtenida del análisis granulométrico se presenta en forma de curva para poder comparar suelos y visualizar más fácilmente la distribución de los tamaños de granos presentes.
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ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO
Diferentes Tamaños de Gravas
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EQUIPOS
Tamices
Horno
Balanza
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EQUIPOS
TAMIZ DE 3”
TAMIZ N°4
TAMIZ N°200
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PROCEDIMIENTO
1
2
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PROCEDIMIENTO
3
4
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PROCEDIMIENTO
5
6
7
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CÁLCULOS GRANULOMETRÍA POR TAMIZADO
N° de tara V - 6
Peso de tara
(gr) 140.01
Peso de tara + peso de suelo húmedo (gr) 2204.1
Peso de tara + peso de suelo seco (gr) 2080.11
Peso de tara + suelo seco lavado (gr) 1765.66
Peso de material fino (gr) 314.45
Tamiz Peso retenido % Parcial % Acumulado
(gr) Retenido Retenido Pasa
3" 100.00
2" 182.91 9.43 9.43 90.57
1 1/2" 83.52 4.30 13.73 86.27
1" 128.26 6.61 20.34 79.66
3/4" 63.79 3.29 23.63 76.37
3/8" 344.99 17.78 41.41 58.59
N° 4 239.81 12.36 53.77 46.23
N° 10 214.77 11.07 64.84 35.16
N° 20 143.66 7.40 72.25 27.75
N° 40 78.1 4.03 76.27 23.73
N° 60 49.37 2.54 78.82 21.18
N° 140 74.15 3.82 82.64 17.36
N° 200 22.32 1.15 83.79 16.21
Fondo 314.45 16.21 100.00
Total 1940.1
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CÁLCULOS
CURVA GRANULOMETRICA
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.010.101.0010.00100.00 Diámetro de las partículas (mm)
Acu
mu
lad
o q
ue
pa
sa
(%
)
M-1 (GP)
M-2 (GW-GM)
M-3 (GC)
M-4 (GP-GM)
Nº 2003/4"3" Nº 40Nº 10Nº 4
Finos
Limo y Arcilla
Arena
FinaMediaGruesa
Grava
FinaGruesa
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CONSIDERACIONES
Tamaño máximo Peso mínimo
de partícula de la muestra
3/8" 500 gr
3/4" 1000 gr
1" 2000 gr
1 1/2" 3000 gr
2" 4000 gr
3" 5000 gr
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ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR SEDIMENTACIÓN
ASTM – D422
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ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR SEDIMENTACIÓN
• El análisis de hidrómetro es un método ampliamente utilizado para obtener un estimado de la distribución granulométrica de suelos cuyas partículas se encuentran desde el tamiz N° 200 (0.075 mm) hasta alrededor de 0.001 mm).
• El principal objetivo del análisis de hidrómetro es obtener el porcentaje de arcilla (porcentaje más fino que 0.002 mm).
• El hidrómetro se usa para determinar el porcentaje de partículas de suelos dispersados , que permanecen en suspensión en un determinado tiempo.
• El análisis de hidrómetro utiliza la relación entre la velocidad de caída de esferas en un fluido, el diámetro de la esfera, el peso específico tanto de la esfera como del fluido y la viscosidad del fluido, en la forma expresada por el físico inglés Stokes.
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EQUIPOS
Cilindro de
Sedimentación
Tamiz N°10
Balanza
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EQUIPOS
Aparato Agitador Agente Dispersivo
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EQUIPOS
Frasco Volumétrico Hidrómetro 152H
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PROCEDIMIENTO
2
3
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PROCEDIMIENTO
4
5
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PROCEDIMIENTO
6
7
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PROCEDIMIENTO
8
9
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PROCEDIMIENTO
10
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CÁLCULO
Tiempo L L/Tiempo Constante Diámetro
(min) (cm) (cm/min) K (mm)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1.0 25 52.0
2.0 25 49.3
5.0 25 43.6
10.0 25 39.3
15.0 25 36.4
30.0 25.3 32.8
60.0 25.3 29.0
240.0 26.5 22.2
1440.0 25 14.5
Hora de Inicio : Gravedad Específica de Sólidos (Gs) : 2.746
Peso Suelo Seco (gr) : 50 % que Pasa la Malla N° 200 :
% que pasa la malla N°10 : Lectura Hidrómetro en Agua (Cm) : 0.5
Lectura Hidrómetro en Agua + Defloculante (Cd) : 5.0
°C Rd Ct Rc P(%) R
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CÁLCULO
CORRECCIÓN POR TEMPERATURA
Temperatura Temperatura
°C °C
15 -1.10 23 0.70
16 -0.90 24 1.00
17 -0.70 25 1.30
18 -0.50 26 1.65
19 -0.30 27 2.00
20 0.00 28 2.50
21 0.20 29 3.05
22 0.40 30 3.80
CtCt
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CÁLCULO
Tiempo
(min)
1 2 3 4
1.0 25 52.0 1.3
2.0 25 49.3 1.3
5.0 25 43.6 1.3
10.0 25 39.3 1.3
15.0 25 36.4 1.3
30.0 25.3 32.8 1.405
60.0 25.3 29.0 1.405
240.0 26.5 22.2 1.825
1440.0 25 14.5 1.3
°C Rd Ct
CORRECCIÓN POR TEMPERATURA
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CÁLCULO
Lectura del Hidrómetro Corregido (Rc)
Rc = Rd – Cd + Ct
Donde:
Rc Lectura del Hidrómetro Corregido
Rd Lectura del Hidrómetro
Cd Lectura del Hidrómetro en agua mas defloculante
Ct Corrección por Temperatura
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CÁLCULO
Tiempo
(min)
1 2 3 4 5
1.0 25 52.0 1.3 48.300
2.0 25 49.3 1.3 45.600
5.0 25 43.6 1.3 39.900
10.0 25 39.3 1.3 35.600
15.0 25 36.4 1.3 32.700
30.0 25.3 32.8 1.405 29.205
60.0 25.3 29.0 1.405 25.405
240.0 26.5 22.2 1.825 19.025
1440.0 25 14.5 1.3 10.800
°C Rd Ct Rc
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CÁLCULO
Porcentaje mas fino P(%)
Ws
aRcP
100**(%)
Donde:
Rc Lectura del Hidrómetro Corregido
a Corrección por Gravedad Específica
Ws Peso Seco de la Muestra
Gs Gravedad Específica de Sólidos
65.2*)1(
65.1*
Gs
Gsa
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CÁLCULO
Tiempo
(min)
1 2 3 4 5 6
1.0 25 52.0 1.3 48.300 94.596
2.0 25 49.3 1.3 45.600 89.308
5.0 25 43.6 1.3 39.900 78.144
10.0 25 39.3 1.3 35.600 69.723
15.0 25 36.4 1.3 32.700 64.043
30.0 25.3 32.8 1.405 29.205 57.198
60.0 25.3 29.0 1.405 25.405 49.756
240.0 26.5 22.2 1.825 19.025 37.261
1440.0 25 14.5 1.3 10.800 21.152
°C Rd Ct Rc P(%)
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CÁLCULO
Corrección de la Lectura del Hidrómetro por menisco (R)
R = Rd + Cm
Donde:
R Lectura del Hidrómetro Corregido por Menisco
Rd Lectura del Hidrómetro
Cm Lectura del Hidrómetro en Agua
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CÁLCULO
Tiempo
(min)
1 2 3 4 5 6 7
1.0 25 52.0 1.3 48.300 94.596 52.5
2.0 25 49.3 1.3 45.600 89.308 49.8
5.0 25 43.6 1.3 39.900 78.144 44.1
10.0 25 39.3 1.3 35.600 69.723 39.8
15.0 25 36.4 1.3 32.700 64.043 36.9
30.0 25.3 32.8 1.405 29.205 57.198 33.3
60.0 25.3 29.0 1.405 25.405 49.756 29.5
240.0 26.5 22.2 1.825 19.025 37.261 22.7
1440.0 25 14.5 1.3 10.800 21.152 15.0
°C Rd Ct Rc P(%) R
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CÁLCULO Cálculo de Longitud de Hidrómetro (L)
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CÁLCULO
Tiempo L L/Tiempo
(min) (cm) (cm/min)
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1.0 25 52.0 1.3 48.300 94.596 52.5 7.70 7.7000
2.0 25 49.3 1.3 45.600 89.308 49.8 8.14 4.0700
5.0 25 43.6 1.3 39.900 78.144 44.1 9.08 1.8160
10.0 25 39.3 1.3 35.600 69.723 39.8 9.74 0.9740
15.0 25 36.4 1.3 32.700 64.043 36.9 10.22 0.6813
30.0 25.3 32.8 1.405 29.205 57.198 33.3 10.84 0.3613
60.0 25.3 29.0 1.405 25.405 49.756 29.5 11.45 0.1908
240.0 26.5 22.2 1.825 19.025 37.261 22.7 12.56 0.0523
1440.0 25 14.5 1.3 10.800 21.152 15.0 13.80 0.0096
°C Rd Ct Rc P(%) R
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CÁLCULO El valor de la constante K se calcula de la siguiente tabla:
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CÁLCULO
Tiempo L L/Tiempo Constante
(min) (cm) (cm/min) K
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1.0 25 52.0 1.3 48.300 94.596 52.5 7.70 7.7000 0.012516
2.0 25 49.3 1.3 45.600 89.308 49.8 8.14 4.0700 0.012516
5.0 25 43.6 1.3 39.900 78.144 44.1 9.08 1.8160 0.012516
10.0 25 39.3 1.3 35.600 69.723 39.8 9.74 0.9740 0.012516
15.0 25 36.4 1.3 32.700 64.043 36.9 10.22 0.6813 0.012516
30.0 25.3 32.8 1.405 29.205 57.198 33.3 10.84 0.3613 0.012484
60.0 25.3 29.0 1.405 25.405 49.756 29.5 11.45 0.1908 0.012484
240.0 26.5 22.2 1.825 19.025 37.261 22.7 12.56 0.0523 0.012312
1440.0 25 14.5 1.3 10.800 21.152 15.0 13.80 0.0096 0.012516
°C Rd Ct Rc P(%) R
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CÁLCULO
Cálculo del diámetro equivalente D(mm):
t
LKD *
Donde:
D Diámetro equivalente
K Constante
L Longitud de hidrómetro
t Tiempo
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CÁLCULO
Tiempo L L/Tiempo Constante Diámetro
(min) (cm) (cm/min) K (mm)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1.0 25 52.0 1.3 48.300 94.596 52.5 7.70 7.7000 0.012516 0.03473
2.0 25 49.3 1.3 45.600 89.308 49.8 8.14 4.0700 0.012516 0.02525
5.0 25 43.6 1.3 39.900 78.144 44.1 9.08 1.8160 0.012516 0.01687
10.0 25 39.3 1.3 35.600 69.723 39.8 9.74 0.9740 0.012516 0.01235
15.0 25 36.4 1.3 32.700 64.043 36.9 10.22 0.6813 0.012516 0.01033
30.0 25.3 32.8 1.405 29.205 57.198 33.3 10.84 0.3613 0.012484 0.00750
60.0 25.3 29.0 1.405 25.405 49.756 29.5 11.45 0.1908 0.012484 0.00545
240.0 26.5 22.2 1.825 19.025 37.261 22.7 12.56 0.0523 0.012312 0.00282
1440.0 25 14.5 1.3 10.800 21.152 15.0 13.80 0.0096 0.012516 0.00123
°C Rd Ct Rc P(%) R