Centro de Educación Continua Universidad Nacional de Ingeniería Facultad de Ingeniería Civil ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO Y SEDIMENTACIÓN DE SUELOS M. Ing. Miguel A. Díaz Pardavé Master en Ingeniería Civil de la Universidad Nacional Autónoma de México UNAM Especialidad en Geotecnia Sísmica miguel.fic2005@gmail.com,; mdiazp@usil.edu.pe
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 0.074 mm (N 200).
Es la parte de la Mecánica de Suelos 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.
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. 200. 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.
EQUIPO MÍNIMO TAMIZ 3 TAMIZ N 4 TAMIZ N 200 El juego de mallas o tamices son construidos de acuerdo a la norma ASTM
Serie de Tamices usados para el ensayo por tamizado según la Norma ASTM-422 3 (75.00 mm) N 4 (4.75 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) 3/4 (19.00 mm) N 40 (0.425 mm) 1/2 (12.50 mm) N 60 (0.250 mm) 3/8 (9.50 mm) N 100 (0.150 mm) 1/4 (6.30 mm) N 200 (0.075 mm)
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
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
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.
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)
PROCEDIMIENTO VÍA SECA Se agita vigorosamente en forma circular durante un tiempo aproximado de 15 min y se toma el retenido en cada malla
Se pesa cada retenido de cada malla PROCEDIMIENTO VÍA SECA
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
PROCEDIMIENTO VÍA HÚMEDA Se toma una muestra representativa del suelo Se deja saturando durante 24 hrs
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
PROCEDIMIENTO VÍA HÚMEDA Se repiten los pasos 3, 4 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.
PROCEDIMIENTO VÍA HÚMEDA El suelo retenido en cada malla se coloca en una cápsula de vidrio
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.
DATOS QUE SE OBTIENEN CALICTA C-02 MUESTRA M-05 PROFUNDIDAD 5.45 6.45 CONTENIDO DE HUMEDAD N de tara A-45 Peso tara (g) 216.6 Peso tara + muestra húmeda (g) 4389.9 Peso tara + muestra seca (g) 4359.5 Contenido de humedad (%)
PESO RETENIDO EN CADA TAMIZ Curso Taller de Mecánica de Suelos ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO Nº de tara A-45 Peso de tara W(t) (g) 216.6 Peso tara + suelo seco W(s+t) (g) 4359.5 Peso tara + suelo lavado seco W(sl+t) (g) 3538.9 Cumple con peso mínimo Norma ok 3" (g) 0 2" (g) 0 1 1/2" (g) 0 1" (g) 155 3/4" (g) 181.9 3/8" (g) 758.5 N 4 (g) 737.4 N 10 (g) 643.8 N 20 (g) 353.4 N 40 (g) 185.1 N 60 (g) 112.8 N 140 (g) 147.5 N 200 (g) 41.9 FONDO (g) 5.4 Error tamiz. =0.02 (Max 3%) % ok Peso de suelo seco W(s + t) W(t) = 4359.5 g 216.6 g = 4142. 90 g Peso de suelo fino W(s + t) W(sl + t) = 4359.5 g 3538.9 g = 820. 6g 5. 4g 826. 0 g
PESO RETENIDO EN CADA TAMIZ Curso Taller de Mecánica de Suelos ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO PESO DE SUELO INICIAL 4142.90 3" (g) 0 2" (g) 0 1 1/2" (g) 0 1" (g) 155 3/4" (g) 181.9 3/8" (g) 758.5 N 4 (g) 737.4 N 10 (g) 643.8 N 20 (g) 353.4 N 40 (g) 185.1 N 60 (g) 112.8 N 140 (g) 147.5 N 200 (g) 41.9 FONDO (g) 826 SUMA TOTAL (g) 4143.30 ERROR - 0.40 ERROR (%) -0.01 Error tamiz. =0.02 (Max 3%) % ok Error 4142.9 g 4143.30g = 0. 40g Error (%) 0.40 g 4142.90 g =-0.01 0.40 g 4143.30 g 0. 01% CORRECCIÓN 155g =-0.015g
PESO RETENIDO EN CADA TAMIZ Curso Taller de Mecánica de Suelos ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO PESO DE SUELO INICIAL 4142.90 3" (g) 0 2" (g) 0 1 1/2" (g) 0 1" (g) 155 3/4" (g) 181.9 3/8" (g) 758.5 N 4 (g) 737.4 N 10 (g) 643.8 N 20 (g) 353.4 N 40 (g) 185.1 N 60 (g) 112.8 N 140 (g) 147.5 N 200 (g) 41.9 FONDO (g) 826 SUMA TOTAL (g) 4143.30 ERROR - 0.40 ERROR (%) -0.01 Error tamiz. =0.02 (Max 3%) % ok CORRECCIÓN
PESO RETENIDO EN CADA TAMIZ Curso Taller de Mecánica de Suelos ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO PESO DE SUELO INICIAL 3" (g) 2" (g) 1 1/2" (g) 1" (g) 3/4" (g) 3/8" (g) N 4 (g) N 10 (g) N 20 (g) N 40 (g) N 60 (g) N 140 (g) N 200 (g) FONDO (g) SUMA TOTAL (g) %RETENIDO MALLA 1 154.985 g 100% = 3.74% 4142.90 g %RETENIDO MALLA 3/4 181.882 g 100% = 4.39% 4142.90 g %RETENIDO ACUMULADO 3.74% + 4.39% = 8.13% %PASA ACOMULADO 100% 8.13% = 91.87% 91. 87%
PESO RETENIDO EN CADA TAMIZ Curso Taller de Mecánica de Suelos ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO PESO DE SUELO INICIAL 4142.90 3" (g) 2" (g) 1 1/2" (g) 1" (g) 3/4" (g) 3/8" (g) N 4 (g) N 10 (g) N 20 (g) N 40 (g) N 60 (g) N 140 (g) N 200 (g) FONDO (g) SUMA TOTAL (g) % Peso Retenido %Retenido Acumulado %Retenido Acumulado 100.00 100.00 100.00 96.26 91.87 73.56 55.77 40.23 31.70 27.23 24.51 20.95 19.94 0.00
Universidad San Ignacio de Loyola Mecánica de suelos