TALLER BÁSICO DE MECÁNICA DE SUELOS Análisis Granulométrico por Tamizado

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Gustavo Maestre Cuenca
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1 TALLER BÁSICO DE MECÁNICA DE SUELOS Análisis Granulométrico por Tamizado Expositor: Antioco Quiñones Villanueva

2 GRANULOMETRIA POR TAMIZADO Análisis Granulométrico Por Tamizado ASTM D422 Nos permite la determinación cuantitativa de la distribución de tamaños de partículas de suelo. Esta norma describe el método para determinar los porcentajes de suelo que pasan por los distintos tamices de la serie empleada en el ensayo, hasta el de mm (N 200).

3 EQUIPO Tamices de malla cuadrada. Balanza con sensibilidad de 0.1 gramo. Horno de secado. Bandejas, cepillos y brochas. Muestra representativa del suelo.

4 EQUIPO Horno de secado Juego de Tamices Construidos de acuerdo a la Norma ASTM

5 EQUIPO Taras y recipientes Resistentes a altas temperaturas y corrosión Balanza digital - 0,01 g. para muestras de menos de 200g. 0.1 gr. Para muestras de mas de 200g- Muestra representativa

6 EQUIPO Tamiz de 3 Tamiz Nº 4 Tamiz Nº 200

7 SERIE DE TAMICES Serie de Tamices ASTM 3 (75.0 mm) 2 ½ (63.0 mm) 2 (50.0 mm) 1 ¾ (45.0 mm) 1 ½ (37.5 mm) 1 ¼ (31.5 mm) 1 (25.0 mm) 7/8 (22.4 mm) ¾ (19.0 mm) 5/8 (16.0 mm) 1/2 (12.5 mm) 3/8 ( 9.5 mm) 5/16 ( 8.0 mm) 1/4 ( 6.3 mm) N 4 (4.75 mm) N 5 (4.00 mm) N 6 (3.35 mm) N 7 (2.80 mm) N 8 (2.36 mm) N (2.00 mm) N 12 (1.70 mm) N 14 (1.40 mm) N 16 (1.18 mm) N 18 (1.00 mm) N 20 (0.850mm) N 25(0.7 mm) N 30 (0.600mm) N 35 (0.500mm) N 40 (0.425mm) N 45 (0.355mm) N 50 (0.300mm) N 60 (0.250mm) N 70 (0.212mm) N 80 (0.180mm) N 0(0.150mm) N 120(0.125mm) N 140(0.6mm) N 170(0.090mm) N 200(0.075mm)

8 SERIE DE TAMICES Serie de Tamices usados para el ensayo por tamizado según la Norma ASTM (75.0 mm) 2 (50.0 mm) 1 ½ (37.5 mm) 1 (25.0 mm) ¾ (19.0 mm) 1/2 (12.5 mm) 3/8 ( 9.5 mm) 1/4 ( 6.3 mm) N 4 (4.75 mm) N (2.00 mm) N 20 (0.850mm) N 30 (0.600mm) N 40 (0.425mm) N 60 (0.250mm) N 0(0.150mm) N 200(0.075mm)

9 PROCEDIMIENTO FASES DEL ENSAYO: Cuarteo de la muestra. Secado en el horno. Lavado por la malla Nº 200. Secado en el horno de la muestra lavada. Tamizado de la muestra. Pesado del material retenido en cada tamiz. Correcciones y cálculos.

10 CUARTEO DE LA MUESTRA Mezclar la muestra:

11 CUARTEO DE LA MUESTRA Obtener una muestra uniforme:

12 CUARTEO DE LA MUESTRA Dividir la muestra uniforme en cuatro partes iguales:

13 CUARTEO DE LA MUESTRA Tomar dos de las cuatro partes y mezclar. De estar forma reducir la muestra hasta completar el peso requerido. Pesar la muestra seleccionada y llevarla al horno por 24 horas.

14 LAVADO DE LA MUESTRA Una vez seca y fría la muestra en el horno, ésta se debe pesar. Se anota el peso de la muestra secada al horno

15 LAVADO DE LA MUESTRA Para el lavado de la muestra se usa el siguiente equipo: la malla Nº 200, pipeta, y vasijas.

16 LAVADO DE LA MUESTRA Para el lavado de la muestra se usa la malla Nº 200. Se echa la muestra en porciones, de forma que no se pierda partículas mayores a mm (diámetro de la malla Nº 200.

17 SECADO EN EL HORNO Una vez lavada la muestra por la malla Nº 200, el material retenido debe secarse en el horno por 24 horas. Luego de esa etapa, se enfría la muestra y se pesa. Así se obtiene el peso lavado y secado al horno.

18 TAMIZADO DE LA MUESTRA La muestra se echa por la parte superior de la serie de tamices y luego se sacude por espacio de diez a quince minutos. Se debe tener cuidado de no perder material durante el zarandeo.

19 PESADO DEL MATERIAL RETENIDO Luego de tamizado se procede a pesar el material retenido en cada malla.

20 DATOS QUE SE OBTIENEN

21 DATOS QUE SE OBTIENEN Peso de la muestra secada al horno (W1): Peso de la muestra lavada y secada al horno (W2): W1 - W2 = TAMIZ ABERTURA Peso Retenido (mm) (grs) 3" " /2" " /4" /2" /8" /4" Nº Nº Nº Nº Nº Nº Nº Nº Platillo Suma:

22 CALCULOS % Retenido = W malla *0 W 1 Donde: W malla : Peso retenido por la malla. W1 : Peso de la muestra secada al horno. Ejemplo para la malla Nº 30: 22.1*0 % Retenido = =

23 CALCULOS TAMIZ ABERTURA Peso Retenido % Parcial (mm) (grs) Retenido 3" " /2" " /4" /2" /8" /4" Nº Nº Nº Nº Nº Nº Nº Nº Platillo Suma:

24 CALCULOS TAMIZ ABERTURA Peso Retenido % Parcial % Acumulado (mm) (grs) Retenido Retenido Pasa 3" " /2" " /4" /2" /8" /4" Nº Nº Nº Nº Nº Nº Nº Nº Platillo

25 CURVA GRANULOMETRICA CURVA GRANULOMÉTRICA ABERTURA (mm)

26 CURVAS TIPICAS Grava mal graduada (GP): CURVA GRANULOMÉTRICA ABERTURA (mm)

27 CURVAS TIPICAS Grava bien graduada (GW): CURVA GRANULOMÉTRICA ABERTURA (mm)

28 CURVAS TIPICAS Grava arcillosa (GC): CURVA GRANULOMÉTRICA ABERTURA (mm)

29 CURVAS TIPICAS Arena mal graduada (SP): CURVA GRANULOMÉTRICA ABERTURA (mm)

30 CURVAS TIPICAS Arena limosa (SM): CURVA GRANULOMÉTRICA PORCENTAJE ACUMULADO QUE PASA (%) ABERTURA (mm)

31 CURVAS TIPICAS Arena arcillosa (SC): CURVA GRANULOMÉTRICA ABERTURA (mm)

32 CURVAS TIPICAS Limo de baja plasticidad (ML): CURVA GRANULOMÉTRICA ABERTURA (mm)

33 CURVAS TIPICAS Arcilla de baja plasticidad (CL): CURVA GRANULOMÉTRICA ABERTURA (mm)

34 CURVAS TIPICAS Arcilla de alta plasticidad (CH): CURVA GRANULOMÉTRICA ABERTURA (mm)

35 CALCULOS: FORMULAS DE INTERPOLACION (% PS X )( DS D X = DS % PS % PI DI) Donde: DX : Diámetro incógnita (, 30, 60) DS : Diámetro de la malla superior DI : Diámetro de la malla inferior PS : Porcentaje que pasa por la malla superior PI : Porcentaje que pasa por la malla inferior

36 CALCULOS: EJEMPLO 1 Tamiz Abertura (mm) 3" " /2" " /4" /2" (%) acumulado que pasa 3/8" /4" Nº Nº Nº Nº Nº Nº Nº Nº D Para el D: D (% PS )( DS DI) = DS % PS % PI D = Incógnita DS = mm DI = mm PS = 19.80% PI = 8.4% = (19.80 )( ) D = 0.163

37 CALCULOS: EJEMPLO 1 Tamiz Abertura (mm) 3" " /2" " /4" /2" (%) acumulado que pasa 3/8" /4" Nº Nº Nº Nº Nº Nº Nº Nº D 30 Para el D30: D 30 (% PS 30)( DS DI) = DS % PS % PI D30 = Incógnita DS = mm DI = mm PS = 68.50% PI = 19.80% = ( )( ) D 30 = 0.287

38 CALCULOS: EJEMPLO 1 Tamiz Abertura (mm) 3" " /2" " /4" /2" (%) acumulado que pasa 3/8" /4" Nº Nº Nº Nº Nº Nº Nº Nº D 60 Para el D60: D 60 (% PS 60)( DS DI) = DS % PS % PI D30 = Incógnita DS = mm DI = mm PS = 68.50% PI = 19.80% = ( )( ) D 60 = 0.395

39 CALCULOS: EJEMPLO 1 Coeficiente de Uniformidad: C U = D D = = 2.42 Coeficiente de Curvatura: C c = ( D ) D xd 60 2 (0.287) 0.163x = = 1.28

40 CALCULOS: EJEMPLO 2 Tamiz Abertura (mm) 3" " (%) acumulado que pasa 1 1/2" " /4" /2" /8" /4" Nº Nº Nº Nº Nº Nº Nº Nº D Para el D: D (% PS )( DS DI) = DS % PS % PI D = Incógnita DS = mm DI = mm PS = 11.50% PI = 9.30% = (11.50 )( ) D = 0.478

41 CALCULOS: EJEMPLO 2 Tamiz Abertura (mm) 3" " (%) acumulado que pasa 1 1/2" " /4" /2" /8" /4" Nº Nº Nº Nº Nº Nº Nº Nº D 30 Para el D30: D 30 (% PS 30)( DS DI) = DS % PS % PI D30 = Incógnita DS = mm DI = mm PS = 33.0% PI = 29.0% = D 30 = ( )( )

42 CALCULOS: EJEMPLO 2 Tamiz Abertura (mm) 3" " (%) acumulado que pasa 1 1/2" " /4" /2" /8" /4" Nº Nº Nº Nº Nº Nº Nº Nº D 60 Para el D60: D 60 (% PS 60)( DS DI) = DS % PS % PI D30 = Incógnita DS = mm DI = mm PS = 62.80% PI = 48.70% = ( )( ) D 60 =17.789

43 CALCULOS: EJEMPLO 1 Coeficiente de Uniformidad: C U = D D = = Coeficiente de Curvatura: C c = ( D ) D xd 60 2 (5.158) 0.478x = = 3.13

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