104168914 analisis-granulometrico-por-tamizado

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE MECÁNICA DE SUELOS

Laboratorio de Mecánica de Suelos I 1

INDICE





INTRODUCCION Los granos que conforman en suelo y tienen diferente tamaño, van desde los grandes que son los que se pueden tomar fácilmente con las manos, hasta los granos pequeños, los que no se pueden ver con un microscopio. El análisis granulométrico al cuál se somete un suelo es de mucha ayuda para la construcción de proyectos, tanto estructuras como carreteras porque con este se puede conocer la permeabilidad y la cohesión del suelo. También el suelo analizado puede ser usado en mezclas de asfalto o concreto. Los Análisis Granulométricos se realizaran mediante ensayos en el laboratorio con tamices de diferente enumeración, dependiendo de la separación de los cuadros de la maya. Los granos que pasen o se queden en el tamiz tienen sus características ya determinadas. Para el ensayo o el análisis de granos gruesos será muy recomendado el método del Tamiz; pero cuando se trata de granos finos este no es muy preciso, porque se le es más difícil a la muestra pasar por una maya tan fina; Debido a esto el Análisis granulométrico de Granos finos será bueno utilizar otro método.





OBJETIVOS Los objetivos principales para el ensayo del análisis granulométrico de suelos

por tamizado es determinar la distribución de tamaños de las partículas del

suelo y determinar los porcentajes de suelo (% retenido) que pasan por los

distintos tamices hasta la malla 200 (74mm).

Para el ensayo del análisis granulométrico por medio del hidrómetro el análisis

hidrométrico se basa en la ley de Stokes. Esta ley se puede aplicar a una masa

de suelo dispersada con granos de diversos tamaños.

El hidrómetro nos ayuda a calcular el porcentaje de partículas de suelo

dispersado, las cuáles permanecen en suspensión un determinado tiempo.





FUNDAMENTO TEORICO

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICOS DE SUELOS POR TAMIZADO

Consiste en determinar los diferentes tamaños de partículas que tiene

un suelo en función de su peso total expresado en porcentaje(%).

1001

% SecoTotalPeso

ParticuladePesoParticula

ANALISIS HIDROMÉTRICO

El análisis hidrométrico se basa en el principio de la sedimentación de

granos de suelo en agua. Cuando un espécimen de suelo se dispersa en

agua, las partículas se asientan a diferentes velocidades, dependiendo

de sus formas, tamaños y pesos. Por simplicidad se supone que todas

las partículas de suelos son esferas y que la velocidad de las partículas

se expresa por la ley de Stokes.

Los resultados del análisis mecánico (análisis por tamizado e

hidrómetra) se representan generalmente en graficas semilogarítmicas

como curvas de distribución granulométrica ( o de tamaño de grano). Los

diámetros de las partículas se grafican en escala logarítmica y el

porcentaje correspondiente de finos en escala aritmética.





ANÁLISIS GRANULOMÉTRICOS DE SUELOS POR

TAMIZADO

Equipos utilizados

Balanza

Tamices de malla cuadrada:

3” (75mm)

2” (50.8mm)

11/2” (38.1mm)

1” (25.4mm)

¾” (19mm)

3/8” (9.5mm)

Nº 4 (4.76mm)

Nº 10 (2mm)

Nº 20 (0.84mm)

Nº 40 (0.425mm)

Nº 60 (0.25mm)

Nº 140 (0.106mm)

Nº 200 (0.075mm)

Cepillo para limpiar los tamices

Procedimiento

o Se escoge una muestra de suelo, y se procede hacer el cuarteo.

o Luego se pone en el horno para tener un suelo seco, pasado las 24h

procedemos a pesarlo.

o Luego la muestra seca se lava con la malla numero 200 para de este

modo en el fondo de los tamiz tener un peso cero de limos y arcillas.

o Lo ponemos a secar en la intemperie y luego lo metemos en el horno y

de esta manera tendríamos un peso de suelo seco lavado.





o Se limpian correctamente las mallas a utilizar (fijándose que no haya

partículas de suelo).

o Se vierte la muestra en los tamices y se zarandea tapando la parte

superior para no perder peso.

o Sacamos cuidadosamente el suelo retenido en cada tamiz y

procedemos a pesarlo, no sin antes observar que no haya partículas de

suelo atrapado en el tamiz.

o Finalmente calculamos los % retenidos y % pasa en cada malla.





DATOS Y CÁLCULOS

Alumna : Lizbeth Muñoz Valdivia

Proyecto: Investigación Geotécnica de Infraestructura: Mina La Estrella.

Ubicación: Pataz – La Libertad

Fecha: Agosto, 2005

Sondaje: Botadero

Muestra: M-2

Profundidad (m): 2.70-2.90

1) Nº de Tara: 4

2) Peso de tara: 237.17g

3) Peso de tara +peso de suelo húmedo: 3431.37g

4) Peso de tara+ peso de suelo seco:3270.27g

5) Peso de tara+suelo seco lavado: 1614.44g

Peso de suelo seco= (4)-(1)=3270.27- 237.17=3033.1g

Peso suelo seco lavado= (5)-(1)= 1614.44- 237.17= 1377.27g

TAMIZ ABETURA(mm) PESO RETENIDO(g) PESO RETENIDO COMPENSADO

3'' 76.200 0.000 0.000

2'' 50.300 0.000 0.000

1 1/2 38.100 0.000 0.000

1'' 25.400 199.010 199.060

3/4'' 19.050 66.600 66.650

3/8'' 9.525 71.450 71.500

Nº 4 4.760 197.200 197.250

Nº 10 2.000 333.900 333.950

Nº 20 0.840 271.620 271.670

Nº 40 0.426 113.400 113.450

Nº 60 0.250 54.240 54.290

Nº 100 0.149 56.880 56.930

Nº 200 0.074 12.250 12.300

PLATILLO 0.220 0.220

77.1376.retenidosp

Error = 1377.270 – 1376.77 = 0.5 g.





Calculamos la compensación:

gxónCompensaci 05.010010

5.0

Calculamos los porcentajes retenidos, pasa y porcentajes acumulados en cada

malla:

1001.3033

..% x

mallaPretenidoP

retenidoPpasaP .%%100.%

).(%.% retenidoPretenidoAcum

).(%.% pasaPpasaAcum

Llenamos la tabla granulométrica

TAMIZ ABETURA(mm) PESO

RETENIDO(g) % PARCIAL RETENIDO

% ACUMULADO

RETENIDO PASADO

3'' 76.200 0.000 0 0 100

2'' 50.300 0.000 0 0 100

1 1/2 38.100 0.000 0 0 100

1'' 25.400 199.060 6.563 6.563 93.437

3/4'' 19.050 66.650 2.197 8.760 91.240

3/8'' 9.525 71.500 2.357 11.118 88.882

Nº 4 4.760 197.250 6.503 17.621 82.379

Nº 10 2.000 333.950 11.010 28.631 71.369

Nº 20 0.840 271.670 8.957 37.588 62.412

Nº 40 0.426 113.450 3.740 41.328 58.672

Nº 60 0.250 54.290 1.790 43.118 56.882

Nº 100 0.149 56.930 1.877 44.995 55.005

Nº 200 0.074 12.300 0.406 45.401 54.599

PLATILLO 0.220





Calculamos el % gravas, arena y limos y arcillas:

%621.174º..%% NacumretGravas

%78.27200º..%4º..%% NretPNretPArena

%P#200=[(Pseco-Pseco lavado)+ Pplatillo]/Pseco

%61.54200º..%% NretPLimosArcillas

Curva Granulometrica

0

20

40

60

80

100

120

3''

2''

1 1/

2 1''

3/4''

3/8''

Nº 4

Nº 10

Nº 20

Nº 40

Nº 60

Nº 10

0

Nº 20

0

% Acumulado Pasado

Mall

a

Serie1





OBSERVACIONES DEL ENSAYO

El ensayo granulométrico por tamizado en el laboratorio debe tener un error

menor a 1% (hasta un máximo de 5%), de lo contrario el ensayo debe volver a

realizarse.

Para minimizar los errores debemos tener cuidado con la limpieza de los

tamices, así como que la muestra no se quede atrapada en el cepillo de

limpiado y evitar que se caigan las partículas de la muestra.

El método del Tamizado fue el elegido para clasificar las muestras, debido a la

facilidad y sencillez con que se realiza.





ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR MEDIO DEL

HIDRÓMETRO

Equipos utilizados

Balanza

Tamiz Nº 10

Aparato agitador

Hidrómetro 152H

Probeta de 1000 ml.

Agente dispersivo( Hexa Metafosfato de Sodio NaPO3

Termómetro

Cronómetro

Procedimiento

o Se toma una muestra sacada del horno y se hace pasar por la malla Nº

10, de lo que pasa de toma 50g.

o Luego se combina 5 g del floculante mas 125ml de agua destilada y se

deja reposar hasta el día siguiente para su mejor combinación.

o Luego a esta solución se le agrega los 50 g de muestra de suelo( si es

arena se deja de 2 a 4 horas y si es arcilla se deja 24 horas).

o Luego se le agrega 125ml más de agua y se mete a la batidora (de 2’ a

4’ si es arena y 15’ si es arcilla).

o Luego de batirlo se coloca en el cilindro de sedimentación y se completa

hasta los 1000ml y se coloca el hidrómetra y se toman las lecturas del

hidrómetro según el tiempo.





DATOS Y CÁLCULOS

Alumna: Lizbeth Muñoz Valdivia

Hidrómetro usado= 152H

Gravedad especifica Gs = 2.75

Peso suelo seco = 50gr.

Lectura hidrómetro en agua = 0 (teórico)

Lectura del hidrómetro en agua más defloculante = Cd = 2.5

Corrección por temperatura

Se debe corregir por temperatura con la siguiente tabla.

TEMPERATURA (ºc) Ct

15 -1.100

16 -0.900

17 -0.700

18 -0.500

19 -0.300

20 0.000

21 0.200

22 0.400

23 0.700

24 1 25 1.300

26 1.65

27 2

28 2.500

29 3.050

30 3.800





Dato obtenidos en el laboratorio y la corrección por temperatura con ayuda de

la tabla.

TIEMPO (min) ºC Ct Rd

0.25 19.0 -0.3 30

0.50 19.0 -0.3 28

1.00 19.0 -0.3 27

2.00 19.0 -0.3 24

4.00 19.0 -0.3 21

8.00 19.0 -0.3 19.5

15.00 19.0 -0.3 18.5

30.00 19.0 -0.3 15.5

75.00 19.0 -0.3 11

200.00 19.5 -0.15 9.5

360.00 19.0 -0.3 9

1810.00 19.0 -0.3 6

2574.00 19.0 -0.3 6

2834.00 19.0 -0.3 5.5

3785.00 19.5 -0.15 5.5

5714.00 19.0 -0.3 5.5

6682.00 19.0 -0.3 5.5

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.





TIEMPO (min) ºc Ct Rd Rc

0.25 19.0 -0.3 30 27.2

0.50 19.0 -0.3 28 25.2

1.00 19.0 -0.3 27 24.2

2.00 19.0 -0.3 24 21.2

4.00 19.0 -0.3 21 18.2

8.00 19.0 -0.3 19.5 16.7

15.00 19.0 -0.3 18.5 15.7

30.00 19.0 -0.3 15.5 12.7

75.00 19.0 -0.3 11 8.2

200.00 19.5 -0.15 9.5 6.85

360.00 19.0 -0.3 9 6.2

1810.00 19.0 -0.3 6 3.2

2574.00 19.0 -0.3 6 3.2

2834.00 19.0 -0.3 5.5 2.7

3785.00 19.5 -0.15 5.5 2.85

5714.00 19.0 -0.3 5.5 2.7

6682.00 19.0 -0.3 5.5 2.7

Calculo del Porcentaje mas fino, P(%)

978.0

65.2)1(

65.1

.

sec

.

100(%)

Gs

Gsa

solidosdeespecificoPesoGs

muestraladeoPesoWs

especificagravedadporCorreccióna

corregidohidrometrodelLecturaRc

Ws

aRcP

TIEMPO (min) ºc Ct Rd Rc P(%)

0.25 19.0 -0.3 30 27.2 53.203

0.50 19.0 -0.3 28 25.2 49.291

1.00 19.0 -0.3 27 24.2 47.335

2.00 19.0 -0.3 24 21.2 41.467

4.00 19.0 -0.3 21 18.2 35.599

8.00 19.0 -0.3 19.5 16.7 32.665

15.00 19.0 -0.3 18.5 15.7 30.709

30.00 19.0 -0.3 15.5 12.7 24.841

75.00 19.0 -0.3 11 8.2 16.039

200.00 19.5 -0.15 9.5 6.85 13.399

360.00 19.0 -0.3 9 6.2 12.127

1810.00 19.0 -0.3 6 3.2 6.259

2574.00 19.0 -0.3 6 3.2 6.259

2834.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281

3785.00 19.5 -0.15 5.5 2.85 5.575

5714.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281

6682.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281





Lectura del hidrómetro corregido solo por menisco R:

0..

.

.

:

aguaenhidrometrodelLecturaCm

hidrómetrodelLecturaRd

meniscoporcorregidohidrómetrodelLecturaR

Donde

CmRdR

TIEMPO (min) ºC Ct Rd Rc P(%) R

0.25 19.0 -0.3 30 27.2 53.203 30

0.50 19.0 -0.3 28 25.2 49.291 28

1.00 19.0 -0.3 27 24.2 47.335 27

2.00 19.0 -0.3 24 21.2 41.467 24

4.00 19.0 -0.3 21 18.2 35.599 21

8.00 19.0 -0.3 19.5 16.7 32.665 19.5

15.00 19.0 -0.3 18.5 15.7 30.709 18.5

30.00 19.0 -0.3 15.5 12.7 24.841 15.5

75.00 19.0 -0.3 11 8.2 16.039 11

200.00 19.5 -0.15 9.5 6.85 13.399 9.5

360.00 19.0 -0.3 9 6.2 12.127 9

1810.00 19.0 -0.3 6 3.2 6.259 6

2574.00 19.0 -0.3 6 3.2 6.259 6

2834.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5

3785.00 19.5 -0.15 5.5 2.85 5.575 5.5

5714.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5

6682.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5

Calculo de longitud de hidrómetro (L), en función del valor R, se puede calcular

el valor de L(cm) con la siguiente tabla.

R L(cm) R L(cm) R L(cm) R L(cm)

0 16.3 16 13.7 31 11.2 46 8.8

1 16.1 17 13.5 32 11.1 47 8.6

2 16 18 13.3 33 10.9 48 8.4

3 15.8 19 13.2 34 10.7 49 8.3

4 15.6 20 13 35 10.5 50 8.1

5 15.5 21 12.9 36 1.4 51 7.9

6 15.3 22 12.7 37 10.2 52 7.8

7 15.2 23 12.5 38 10.1 53 7.6

8 15 24 12.4 39 9.9 54 7.4

9 14.8 25 12.2 40 9.7 55 7.3

10 14.7 26 12 41 9.6 56 7.1

11 14.5 27 11.9 42 9.4 57 7

12 14.3 28 11.7 43 9.2 58 6.8

13 14.2 29 11.5 44 9.1 59 6.6

14 14 30 11.4 45 8.9 60 6.5

15 13.8





TIEMPO (min) ºc Ct Rd Rc P(%) R L(cm)

0.25 19.0 -0.3 30 27.2 53.203 30 1.4

0.50 19.0 -0.3 28 25.2 49.291 28 11.7

1.00 19.0 -0.3 27 24.2 47.335 27 11.9

2.00 19.0 -0.3 24 21.2 41.467 24 12.4

4.00 19.0 -0.3 21 18.2 35.599 21 12.9

8.00 19.0 -0.3 19.5 16.7 32.665 19.5 13.1

15.00 19.0 -0.3 18.5 15.7 30.709 18.5 13.25

30.00 19.0 -0.3 15.5 12.7 24.841 15.5 13.75

75.00 19.0 -0.3 11 8.2 16.039 11 14.5

200.00 19.5 -0.15 9.5 6.85 13.399 9.5 14.75

360.00 19.0 -0.3 9 6.2 12.127 9 14.8

1810.00 19.0 -0.3 6 3.2 6.259 6 15.3

2574.00 19.0 -0.3 6 3.2 6.259 6 15.3

2834.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5 15.4

3785.00 19.5 -0.15 5.5 2.85 5.575 5.5 15.4

5714.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5 15.4

6682.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5 15.4

Calculo del valor L/t:

TIEMPO (min) ºc Ct Rd Rc P(%) R L(cm) L/tiempo

0.25 19.0 -0.3 30 27.2 53.203 30 1.4 5.6000

0.50 19.0 -0.3 28 25.2 49.291 28 11.7 23.4000

1.00 19.0 -0.3 27 24.2 47.335 27 11.9 11.9000

2.00 19.0 -0.3 24 21.2 41.467 24 12.4 6.2000

4.00 19.0 -0.3 21 18.2 35.599 21 12.9 3.2250

8.00 19.0 -0.3 19.5 16.7 32.665 19.5 13.1 1.6375

15.00 19.0 -0.3 18.5 15.7 30.709 18.5 13.25 0.8833

30.00 19.0 -0.3 15.5 12.7 24.841 15.5 13.75 0.4583

75.00 19.0 -0.3 11 8.2 16.039 11 14.5 0.1933

200.00 19.5 -0.15 9.5 6.85 13.399 9.5 14.75 0.0738

360.00 19.0 -0.3 9 6.2 12.127 9 14.8 0.0411

1810.00 19.0 -0.3 6 3.2 6.259 6 15.3 0.0085

2574.00 19.0 -0.3 6 3.2 6.259 6 15.3 0.0059

2834.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5 15.4 0.0054

3785.00 19.5 -0.15 5.5 2.85 5.575 5.5 15.4 0.0041

5714.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5 15.4 0.0027

6682.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5 15.4 0.0023





El valor de K se puede hallar de una tabla en función de la temperatura y el

peso especifico de sólidos.

TIEMPO (min) ºc Ct Rd Rc P(%) R L(cm) L/tiempo K

0.25 19.0 -0.3 30 27.2 53.203 30 1.4 5.6000 0.0134

0.50 19.0 -0.3 28 25.2 49.291 28 11.7 23.4000 0.0134

1.00 19.0 -0.3 27 24.2 47.335 27 11.9 11.9000 0.0134

2.00 19.0 -0.3 24 21.2 41.467 24 12.4 6.2000 0.0134

4.00 19.0 -0.3 21 18.2 35.599 21 12.9 3.2250 0.0134

8.00 19.0 -0.3 19.5 16.7 32.665 19.5 13.1 1.6375 0.0134

15.00 19.0 -0.3 18.5 15.7 30.709 18.5 13.25 0.8833 0.0134

30.00 19.0 -0.3 15.5 12.7 24.841 15.5 13.75 0.4583 0.0134

75.00 19.0 -0.3 11 8.2 16.039 11 14.5 0.1933 0.0134

200.00 19.5 -0.15 9.5 6.85 13.399 9.5 14.75 0.0738 0.01335

360.00 19.0 -0.3 9 6.2 12.127 9 14.8 0.0411 0.0134

1810.00 19.0 -0.3 6 3.2 6.259 6 15.3 0.0085 0.0134

2574.00 19.0 -0.3 6 3.2 6.259 6 15.3 0.0059 0.0134

2834.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5 15.4 0.0054 0.0134

3785.00 19.5 -0.15 5.5 2.85 5.575 5.5 15.4 0.0041 0.01335

5714.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5 15.4 0.0027 0.0134

6682.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5 15.4 0.0023 0.0134

Ahora ya podemos encontrar el diámetro equivalente

t

LkD

TIEMPO (min) ºc Ct Rd Rc P(%) R L(cm) L/tiempo K D

0.25 19.0 -0.3 30 27.2 53.203 30 1.4 5.6000 0.0134 0.0317

0.50 19.0 -0.3 28 25.2 49.291 28 11.7 23.4000 0.0134 0.0648

1.00 19.0 -0.3 27 24.2 47.335 27 11.9 11.9000 0.0134 0.0462

2.00 19.0 -0.3 24 21.2 41.467 24 12.4 6.2000 0.0134 0.0334

4.00 19.0 -0.3 21 18.2 35.599 21 12.9 3.2250 0.0134 0.0241

8.00 19.0 -0.3 19.5 16.7 32.665 19.5 13.1 1.6375 0.0134 0.0171

15.00 19.0 -0.3 18.5 15.7 30.709 18.5 13.25 0.8833 0.0134 0.0126

30.00 19.0 -0.3 15.5 12.7 24.841 15.5 13.75 0.4583 0.0134 0.0091

75.00 19.0 -0.3 11 8.2 16.039 11 14.5 0.1933 0.0134 0.0059

200.00 19.5 -0.15 9.5 6.85 13.399 9.5 14.75 0.0738 0.01335 0.0036

360.00 19.0 -0.3 9 6.2 12.127 9 14.8 0.0411 0.0134 0.0027

1810.00 19.0 -0.3 6 3.2 6.259 6 15.3 0.0085 0.0134 0.0012

2574.00 19.0 -0.3 6 3.2 6.259 6 15.3 0.0059 0.0134 0.0010

2834.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5 15.4 0.0054 0.0134 0.0010

3785.00 19.5 -0.15 5.5 2.85 5.575 5.5 15.4 0.0041 0.01335 0.0009

5714.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5 15.4 0.0027 0.0134 0.0007

6682.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5 15.4 0.0023 0.0134 0.0006





Graficaremos P(%) Vs. Diámetro (mm) en cual vendría ser la curva

granulométrica del material que pasa por la malla Nº200.

CURVA GRANULOMETRICA

0.000

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

0.03

17

0.04

62

0.02

41

0.01

26

0.00

59

0.00

27

0.00

10

0.00

09

0.00

06

DIAMETRO(mm)

PO

RC

EN

TA

JE

QU

E P

AS

A(%

)

Serie1





OBSERVACIONDE DEL ENSAYO

Mediante los experimentos realizados dentro del laboratorio, pudimos observar

que el suelo se divide en Fracción Granular Gruesa y Fracción Granular Fina.

Al realizar un estudio profundo de estos, nos dimos cuenta de características

importantes como son: La Permeabilidad y Cohesión que poseen, las cuales

nos permitirán verificar que tan apto puede ser para la realización de proyectos

de construcción.

Para minimizar el error en este ensayo debemos utilizar agua destilada más no

agua de caño, ya que pudimos observar que la lectura del hidrómetro en esta

no es cero sino fue 3 cm.

Debemos evitar que el hidrómetro choque con las paredes de la probeta ya que

se desestabiliza y produce una lectura con cierto error.

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