CAPITULO III.

PROPIEDADES INDICE

Y DE CLASIFICACION

CLASIFICACION Y

DESCRIPCION DE

SUELOS USADOS EN

INGENIERIA

CLASIFICACION DE LOS SUELOS

SEGÚN LA MECANICA DE LOS SUELOS

• Existen numerosas clasificaciones, varia de acuerdo al país, año,

entidad:

• S. U. C. S. (AMERICANO) (Casagrande) ASTM 2487 y 2488

• A. A. S. H. T. O. (departamento de carreteras americano)

• B. S. (Sistema Británico)

• FAA (Federal Aviation Administration)

• INTERNACIONAL

• MIT

• ALEMAN

CRITERIOS DE CLASIFICACION

TAMAÑO (granulometría)

GRAVAS: DE 2” a Nº 4

ARENAS: DE Nº 4 a Nº 200

FINOS: PASAN TAMIZ Nº 200

PLASTICIDAD (limite liquido y plástico)

LIMOS -

ARCILLAS

MATERIA ORGANICA

ORGANICO

INORGANICO

TEXTURA

ES LA QUE INDICA EL TAMAÑO DE LOS GRANOS DEL SUELO

SEGÚN ESTO SE CLASIFICAN EN:

ARENA 0.05 - 2 mm.

LIMO 0.002 - 0.05 mm.

ARCILLA < 0.002 mm.

FRANCO-ARENOSO

FRANCO-ARCILLOSO

FRANCO-LIMOSO

LA TEXTURA INDICE EN LA:

•PERMEABILIDAD

•DRENAJE

•COMPACTACION

•RESISTENCIA

SISTEMAS DE

CLASIFICACION BASADOS EN

GRANULOMETRIA

CLASIFICACION INTERNACIONAL

ARENA

GRUESA

ARENA

FINA

LIMO ARCILLA ULTRA

ARCILLA

2 0.2 0.02 0.002 0.0002

MILIMETROS

CLASIFICACION M.I.T

Tamaños en milímetros

2 0.6 0.2 0.06 0.02 0.006 0.002 0.0006 0.0002

GRUESA MEDIA FINA GRUESA MEDIA FINA GRUESA MEDIA FINA

ARENA LIMO ARCILLA

CLASIFICACION UTILIZADA A PARTIR DE 1936 EN ALEMANIA

BASADA EN UNA PROPOSICION ORIGINAL DE KOPECKY

PIEDRA ---------- MAYOR DE 70 Mm.

GRAVA GRUESA 30 A 70

MEDIA 5 A 30

FINA 2 A 5

ARENA GRUESA 1 A 2

MEDIA 0.2 A 1

FINA 0.1 A 0.2

POLVO GRUESO 0.05 A 0.1

FINO 0.02 A 0.05

LIMO GRUESO 0.006 A 0.02

FINO 0.002 A 0.006

ARCILLA GRUESA 0.0006 A 0.002

FINA 0.0002 A 0.006

ULTRA-ARCILLA ---------- 0.00002 A 0.0002

MATERIAL CARACTERISTICAS TAMAÑO Mm.

BOLOS > 12” BOLA DE BASKET

CANTOS RODADOS 3” – 12” TORONJA

GRAVA GRUESA ¾” – 3” NARANJA O LIMON

GRAVA FINA No 4” – ¾” UVA

ARENA GRUESA No 10” – No 4” SAL MINERAL

ARENA MEDIA No 40” – No 10” AZUCAR

ARENA FINA No 200” – No 40” AZUCAR PULV.

FINA MENOR A No 10” TALCO

DESCRIPCION TAMAÑO EN PLG COMPARACION

TAMAÑO

Ensayo de laboratorio

Normatividad

•MANUALES

•ASTM

•INVIAS

•NTC

Ensayo de granulometría

•Prueba por tamizado

•Prueba por Hidrometro

EQUIPO PARA GRANULOMETRÍA POR TAMIZADO

TAMICES

Berry, P. L., y Reid, D. (1993)

PROCEDIMIENTO

PROCEDIMIENTO

PROCEDIMIENTO

PROCEDIMIENTO

RESULTADOS

Resultados

CURVA GRANULOMÉTRICA

Berry, P. L., y Reid, D. (1993)

23

Descripción de materiales

5 mm 5 mm

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.1110

Arena No 2 Arena 1 Goma triturada

Diametro (mm)

% Q

ue p

asa e

l ta

miz

Goma triturada Arena No. 1 Arena No. 2

Goma triturada

Arena No. 1

Arena No. 2

5 mm

Volver

Cu = D60D10

Cc = (D30)2

D10 * D60

Coeficientes de Uniformidad

y Concavidad (SUCS)

GravasCu > 4Cc entre 1 y 3

Arenas Cu > 6Cc entre 1 y 3

Deben cumplir las dos condiciones, para que el suelo sea bien gradado

Ejemplo: granulometría

Proyecto

Fecha

Localizacion

Identificacion

PESO INICIAL DE LA M UESTRA (seco) gr: 700

PESO DESPUES DE LAVADO (seco)gr: 641,9

PORCENTAJE DE ERROR %: 0,16

M A LLA N o A B ER T UR A

P ESO

SUELO

R ET EN ID O

P OR C IEN T

O

R ET EN ID O

P A R C IA L

% QUE

P A SA

LA

M A LLA

M A LLA N o A B ER T UR A

P ESO

SUELO

R ET EN ID O

P OR C IEN T O

R ET EN ID O

P A R C IA L

% QUE

P A SA

LA

M A LLA

**** mm gr % % **** mm gr % %

2" 50,8 0,00 0,00 100,00 10 2 0,50 0,07 99,33

1 1/2" 36,1 0,00 0,00 100,00 20 0,84 0,5 0,07 99,26

1" 25,4 0,00 0,00 100,00 40 0,42 5,2 0,74 98,51

3/4" 19,05 0,00 0,00 100,00 60 0,25 133,4 19,06 79,46

1/2" 12,7 0,00 0,00 100,00 100 0,149 299,9 42,84 36,61

3/8" 9,52 0,00 0,00 100,00 200 0,074 162,2 23,17 13,44

No 4 4,75 4,20 0,60 99,40 PASA 200 ***** 93,00 13,29

SUMA ***** 4,20 0,60 SUMA ***** 694,70 99,24

TOTAL 698,90

GRAVAS = 0,60 %

ARENAS = 85,96 %

FINOS = 13,44 %

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

0,010,1110100%

Qu

e p

asa

en p

eso

Diametro ( mm )

2

1

1 21- - - --

Taller: granulometría

PRUEBA DE

HIDROMETRO

Granulometría para suelos finos pasa

tamiz No 200

EQUIPO

Agente defloculanteSilicato de sodio

HIDROMETRO

B = 1800μγS - γw

HIDROMETRO

D = √1800*μ _*_ HγS - γw t

•LEY DE STOKES

D = √B*V

V = H t

D = diámetro del grano en mmμ = viscosidad del liquido g.sec.cm-2H = Altura en cmγS = peso unitario de las partículas de sueloΓw = peso unitario de las partículas de suelot = tiempo en segundos

PROCEDIMIENTO

H = Altura en cm, corresponde a la lectura Rh de

RHLectura

Acilindro

bulvovolhHH

.

2

11

RESULTADOS

Juárez, E. B., y Rico A. R. (1989).

METODOS DE

CLASIFICACION BASADOS

EN GRANULOMETRIA Y

PLASTICIDAD

PLASTICIDAD

DefiniciónEs la capacidad de deformación de la arcilla ante la presencia del agua, sin agrietamiento.

Depende de la composición mineralógica.

PLASTICIDAD

•COMO EL CONTENIDO DE AGUA ES FACIL DE MEDIR SE

DESARROLLO UN METODO PARA CARACTERIZAR LOS

DIFERENTES ESTADOS DEL SUELO EN FUNCION DE LA

HUMEDAD.

•ESTE METODO CONSISTE EN ESTABLECER LIMITES

ARBITRARIOS ENTRE LOS DIFERENTES ESTADOS DEL

SUELO.

Estados de consistencia en los suelos

L. Contracción L. Plástico L. Liquido

SÓLIDO SEMISÓLIDO PLÁSTICO LIQUIDO

El estado de consistencia de un suelo cambia segúnsu contenido de humedad de acuerdo al siguiente grafico

Estados de consistencia en los suelos

Aumenta la humedad

Aumenta la consistencia

LIMITES DE ATTERBERG

Los límites de Atterberg son propiedades índices de los suelos, con que se definen la plasticidad y se utilizan en la identificación y clasificación de un suelo.

EQUIPO

LIMITE LIQUIDO

LIMITE PLASTICO

LIMITE PLASTICO

LIMITE PLASTICO

RESULTADOS

RESULTADOS TÍPICOS

LIMITES DE ATTERBERG

INDICE DE PLASTICIDAD = LIMITE LIQUIDO - L IMITE

PLASTICO

INDICE DE FLUIDEZ = PENDIENTE DE LA CURVA DE

FLUIDEZ

INDICE DE TENACIDAD = INDICE PLASTICO / INDICE DE

FLUIDEZ

LIMITES DE ATTERBERG

SI EL INDICE DE LIQUIDEZ = 100% INDICA QUE LA ARCILLA

NATURAL PRESENTA EN EL CAMPO UNA CONSISTENCIA

PROXIMA A SU LIMITE LIQUIDO

SI EL INDICE DE LIQUIDEZ = 0 % INDICA QUE PRESENTA UNA

CONSISTENCIA PROXIMA A LA CORESPONDIENTE A SU

LIMITE DE PLASTICIDAD

INDICE DE LIQUIDEZ = (WN - LP) / IP

ACTIVIDAD DE LA ARCILLA

Actividad Categoría del suelo

Menor que 0.75 Suelo inactivo

0.75 – 1.25 Suelo normal

Mayor que 1.25 Suelo Activo

Skempton

A = (Ip)_______% de arcilla (< 0.002 mm)

MATERIA ORGANICA

COLOR

LOS COLORES OSCUROS (NEGROS, MARRONES, GRIS

VERDOSOS) SON INDICATIVO DE SUELOS CON MATERIA

ORGANICA

LOS COLORES CLAROS Y BRILLANTES SON PROPIOS DE

SUELOS INORGANICOS.

CLAROS: CUARZO, OXIDOS DE SILICE, (GRAVAS – ARENAS)

CAFÉ, AMARILLOS, ROJIZOS ( TIENEN Fe, Mg, Al.)

OLOR

LOS SUELOS ORGANICOS TIENEN UN

OLOR INTENSO PARTICULARMENTE SI SE

ENCUENTRAN EN ESTADO HUMEDO.

PROPIEDADES DE LA ARCILLA

ACIDEZ

SE MIDE DE ACUERDO AL pH DEL SUELO

•EL pH ES EL POTENCIAL DE HIDROGENO

•EL Ph VARIA ENTRE 0 - 14

CLASIFICACION

SUELOS MUY ACIDOS < 4

SUELOS MODERADAMENTE ACIDOS 4 – 6

LIGERAMENTE ACIDOS 6 – 7

SUELOS NEUTROS = 7

SUELOS LIGERAMENTE ALCALINOS 7 – 8

SUELOS MODERADAMENTE ALCALINOS 8 – 10

SUELOS MUY ALCALINOS > 10

METODOS PARA DETERMINAR ESTA PROPIEDAD

•COLORIMETRICO

•ENSAYOS : POTENCIOMETRO

SISTEMAS DE CLASIFICACION

BASADOS EN CRITERIOS DE

GRANULOMETRIA Y PLASTICIDAD

CLASIFICACION DE SUELOS S. U. C. S

CLASIFICACION DE SUELOS S. U. C. S

CLASIFICACION DE SUELOS S. U. C. S

CLASIFICACION DE SUELOS S. U. C. S

CARTA DE PLASTICIDAD DE CASAGRANDE

Berry, P. L., y Reid, D. (1993)

APLICACIONES EN INGENIERIA

EN RESUMEN …

PROPIEDADES MAS IMPORTANTES DE LOS SUELOS

•TAMAÑO DE LAS PARTICULAS

•TEXTURA

•GRADO DE PLASTICIDAD

•COMPOSICION MINERALOGICA

•CONTENIDO DE HUMEDAD DEL SUELO

•ACIDEZ

•CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO

•COLOR

•OLOR

REFERENCIAS

Berry, P. L., y Reid, D. (1993). “Teoría de laresistencia al corte.” Una Introducción a laMecánica de Suelos, traducción del ingles dela primera edición, editada por McGraw-HillInteramericana, Santafé de Bogota, Colombia.

Juárez, E. B., y Rico A. R. (1989). “Mecánicade suelos.” Tomo I, Editorial Limusa, Balderas,México.

Lambe, y Withman. (1994). “Mecánica desuelos.”