ANÁLISIS GRANULOMETRICO. M. Ing. Miguel Diaz Pardave Maestro en Ingeniería Geotécnica Universidad Nacional Autónoma de México - UNAM

Transcripción

1 ANÁLISIS GRANULOMETRICO M. Ing. Miguel Diaz Pardave Maestro en Ingeniería Geotécnica Universidad Nacional Autónoma de México - UNAM

2 ANÁLISIS GRANOLUMÉTRICO POR TAMIZADO Y SEDIMENTACIÓN Nos permite la determinación cuantitativa de la distribución de tamaños de particulas de suelo. Esta norma describe el método para determinar los porcentajes de suelo que pasa por los distintos tamices de las serie empleada en el ensayo, hasta el de 0.07 mm (N 200).

3 Es la parte de la que estudia lo referente a las formas y distribución de tamaños de las gravas o partículas que constituyen un suelo. El análisis granulométrico de un suelo consiste en separar y clasificar por tamaños los granos que lo componen. Es de poca utilidad en los suelos finos, pero permite formarse una idea aproximada de algunas de las propiedades de los gruesos. El análisis por mallas se concreta a segregar el suelo mediante una serie de mallas que definen el tamaño de la partícula

4 El tamaño de los granos puede también obtenerse aplicando la ley de Stokes, que rige la caída libre de una esfera en un liquido. El método del hidrómetro (densímetro) es el que permite aplicar con mas exactitud este principio. El análisis combinado o total consiste en aplicar el análisis por mallas y el método del hidrómetro, respectivamente, a las porciones gruesas y finas de un mismo material. Generalmente, se recurre al análisis combinado si el material contiene mas del 25% en peso de granos retenidos en la malla No De ser posible, el análisis granulométrico de los suelos arcillosos debe realizarse sobre muestras que no hayan sido secadas al aire o la horno para evitar alterar las partículas finas.

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6 EQUIPO MÍNIMO TAMIZ 3 TAMIZ N TAMIZ N 200 El juego de mallas o tamices son construidos de acuerdo a la norma ASTM

7 Serie de Tamices usados para el ensayo por tamizado según la Norma ASTM-22 3 (75.00 mm) N (.75 mm) 2 (50.00 mm) N 10 (2.00 mm) 1 1/2 (37.50 mm) N 20 (0.85 mm) 1 (25.00 mm) N 30 (0.60 mm) 3/ (19.00 mm) N 0 (0.25 mm) 1/2 (12.50 mm) N 60 (0.250 mm) 3/8 (9.50 mm) N 100 (0.150 mm) 1/ (6.30 mm) N 200 (0.075 mm)

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11 PROCEDIMIENTO La granulometría de un suelo se puede realizar mediante dos formas: vía seca y húmeda, la primera generalmente se realiza a gravas y la húmeda se realiza a arenas o gravas con alto contenido de finos

12 PROCEDIMIENTO VÍA SECA Granulometría vía seca Material: regla de madera; horno de convección; báscula con aproximación a 0.01 gr; y juego de mallas con charola y tapa

13 PROCEDIMIENTO VÍA SECA Se toma una muestra representativa del suelo. Se efectúa un cuarteo; se revuelve el material y después se separa en cuatro partes con ayuda de una regla de madera. Se toman dos partes opuestas por el vértice.

14 PROCEDIMIENTO VÍA SECA Se colocan las mallas en forma ordenada: de la más pequeña a la más grande, de abajo hacia arriba. En la parte inferior se coloca una charola y en la parte superior se coloca una tapa. Se vierte el suelo en la malla ubicada en la parte superior (la de mayor abertura),

15 PROCEDIMIENTO VÍA SECA Se agita vigorosamente en forma circular durante un tiempo aproximado de 15 min y se toma el retenido en cada malla

16 PROCEDIMIENTO VÍA SECA Se pesa cada retenido de cada malla

17 PROCEDIMIENTO VÍA HÚMEDA Granulometría vía húmeda Material: mallas 2 charolas metálicas; brocha; cubeta de plástico (20 lts); cápsulas de vidrio horno de convección; manguera de plástico agua

18 PROCEDIMIENTO VÍA HÚMEDA Se toma una muestra representativa del suelo Se deja saturando durante 2 hrs

19 PROCEDIMIENTO VÍA HÚMEDA Se coloca más agua. Se agita el suelo en el agua, con esto la parte fina queda en suspensión en el agua Se vierte el agua con los finos en suspensión en la cubeta

20 PROCEDIMIENTO VÍA HÚMEDA Se repiten los pasos 3, y 5 hasta que el agua no contenga sólidos en suspensión. Se coloca una malla sobre una charola metálica con agua y se vierte en la malla el suelo Con la ayuda de la brocha se hace pasar el suelo a través de la malla, el suelo que pasa queda en la charola metálica el que se pasará posteriormente por una malla de menor abertura.

21 PROCEDIMIENTO VÍA HÚMEDA El suelo retenido en cada malla se coloca en una cápsula de vidrio

22 PROCEDIMIENTO VÍA HÚMEDA El suelo contenido en las cápsulas de vidrio se introduce al horno de convección para su secado. El suelo contenido en la cubeta se deja reposar durante 3 días, para que se sedimente. Con la ayuda de una manguera se efectúa un sifón para retirar el exceso de agua. Se pasa el suelo a una charola metálica y se seca en el horno de convección. Se pesan los retenidos en cada malla y el que pasó la No. 200.

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25 BIEN GRADADO POBREMENTE GRADADO POBREMENTE GRADADO

26 DETERMINACION DE LOS COEFICIENTES DE UNIFORMIDAD Y CURVATURAS Determinación de los Cu y Cc

27 DETERMINACION DE LOS COEFICIENTES DE UNIFORMIDAD Y CURVATURAS De acuerdo a la distribución de partículas de un suelo se puede inferir cierta información a nivel cualitativo para un suelo grueso. La distribución del tamaño de las partículas constitutivas de un suelo grueso se expresa gráficamente mediante una curva de distribución granulométrica. A partir de la curva puede obtenerse dos importantes indicadores que caracterizan a un suelo. Determinación de los Cu y Cc

28 a).- El coeficiente de uniformidad (Cu): C u D D Representa la extensión de la curva granulométrica, es decir, a mayor extensión de esta curva, se tendrá una mayor variedad de tamaños, lo que es propio de un suelo bien graduado; generalmente. Esto se cumple en arena para un Cu> Determinación de los Cu y Cc

29 b).- El coeficiente de curvatura (Cc): C c ( D D xd 60 ) Trata de indicarnos una curva granulométrica constante, sin escalones; esto cumple tanto en arenas como gravas para cuando 1> Cc<3 Por lo tanto, ambos coeficientes de uniformidad y curvatura sirven para indicarnos de una manera practica y sencilla en el laboratorio cuando un suelo se encuentra bien graduado o mal graduado Determinación de los Cu y Cc

30 D 60 D 30 D 10 Determinación de los Cu y Cc

31 Determinación de los Cu y Cc

32 PESO RETENIDO EN CADA TAMIZ Universidad Nacional de Ingeniería ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO PESO DE SUELO INICIAL Abertura (mm) %pasa acumulado 3" (g) " (g) /2" (g) " (g) /" (g) /8" (g) N (g) N 10 (g) N 20 (g) N 0 (g) N 60 (g) N 10 (g) N 200 (g) FONDO (g) Para el D 60 : (%PS 60)(DS DI) D 60 = DS %PS %PI D 60 : Incógnita DS : 9.52 mm DI :.76 mm PS : 73.56% PI : 55.77% ( )( ) D 60 = % 55.77% D60 = 5.61 mm Determinación de los Cu y Cc

33 LÍMITES DE CONSISTENCIA LÍMITE LÍQUIDO (LL) y LÍMITE PLÁSTICO (LP) M. Ing. Miguel Diaz Pardave Maestro en Ingeniería Geotécnica Universidad Nacional Autónoma de México - UNAM

34 Introducción Así como se clasifican los suelos gruesos, de igual manera, se pueden clasificar los suelos finos. La clasificación se puede realizar gracias al aporte del científico sueco Albert Mauritz Atterberg ( ) propuso unos limites el cual lleva su nombre LÍMITES DE ATTERBERG. Finalmente, el profesor Arthur Casagrande ( ) realizó una gran cantidad de investigaciones tendientes a la normalización de estos ensayos. Límite de Consistencia LL LP - LC

35 Estados y límites de consistencia Atterberg, hizo notar que la plasticidad no es una propiedad permanente de las arcillas, Límite de Consistencia LL LP - LC

36 Aplicaciones - Identificación y clasificación de suelos. - Especificaciones en trabajos de suelos: diseño de mezclas, estabilización de suelos. - Como ayuda para estimar la calidad de las propiedades mecánicas de los suelos: compactación, resistencia al corte, consolidación Límite de Consistencia LL LP - LC

37 Límite Líquido - LL ASTM D23 a)método de la copa de Arthur Casagrande Aparato de límite líquido Botón de ajuste Caída de 1 cm hasta la superficie brillante de contacto Tipo patrón: Base de caucho duro Tipo Harvard: Base de micarta 2 Límite de Consistencia LL LP - LC

38 Límite de Consistencia LL LP - LC

39 Límite de Consistencia LL LP - LC

40 Límite de Consistencia LL LP - LC

41 Límite de Consistencia LL LP - LC

42 Escala Aritmética C w = I f logn + C LL w (%) (Esc. Logarítmica) N (E Número de Golpes Límite de Consistencia LL LP - LC

43 Límite Plástico LP - ASTM D2 Es la capacidad o propiedad de un material por la cual es capaz de soportar deformaciones sin rebote elástico, sin variación volumétrica apreciable y sin desmoronarse ni agrietarse. El comportamiento mecánico de un suelo está en función del contenido de agua que tiene, en términos generales el suelo fino con mayor contenido de agua es más deformable y menos resistente. Contenido de humedad para el cual el suelo cambia del estado plástico al estado semi sólido. Límite de Consistencia LL LP - LC

44 Cilindro de Suelo 1/8" < > 3.2 mm. Vidrio Límite de Consistencia LL LP - LC

45 Carta de plasticidad Límite de Consistencia LL LP - LC