ENSAYO DE LABORATORIO DE SUELOS

TEMA:

Granulometría de suelos

PERTENECE A:

Prado Pincay Luis Eduardo

Cuarto Semestre

Grupo # 1

Granulometría de los suelos

AASHTO T87

AASHTO T88

ASTMD 421

Este método, describe el procedimiento para la determinación cuantitativa de la distribución de tamaño de las partículas de suelo.

Este ensayo se hace por dos vías:

Vía húmeda para granos finos (hidrómetro) Vía seca por medio de tamices para granos gruesos (grava y arena)

Determinación de porcentaje de finos:

Se requiere conocer con mayor exactitud el porcentaje de finos que tenga el suelo es necesario hacer primero un lavado por el tamiz 200, para lo cual se coge en unos 100 a 500 gr. del suelo, se pesan y se ponen sobre la malla 200 o sobre otra malla protectora antes de la malla 200, se lava el suelo en un lavadero cuidando que salgan todos los finos adheridos a las partículas gruesas. Cuando el agua pasa e tamiz 200 sale limpia, se cierra a llave y se vierte todo el retenido en la malla 200 y en la malla protectora en un recipiente y se lleva al horno 24 horas a 110° C.

Análisis por tamices.

Suelo Cantidad de suelo seco Arcillas y/o limos 200-500gr. Arena 500-1000 gr. Grava 5000-10000 gr.

El análisis por tamices se hace:

a) con la muestra integra.

b) con la muestra previamente lavada por el tamiz 200.

Si predomina grava los tamices usados son 3”,2’”,1 (1/2”), 1”, ¾”, ½”, 3/8”, No 4 (1.76m.m.) y fondo.

Si predomina arena, los tamices usados son: No 4, No 10, No 20, No 40, No 60, No 80, No 100. No200 (0.074 mm.), fondo y tapa.

Equipo

Horno: Termostáticamente controlado, capaz de mantener constantemente una temperatura de 100+- 5°C (230+- 9° F)

Envases y/o recipientes adecuados para el manejo y secado de las muestras. Cepillo y brecha, para limpiar las malla de los tamices. Los tamices normalmente requeridos se indican en la tabla No 1.

Tabla No. 1 Fuente: Norma AASHTO T88-00

Designación estándar mm. Designación alternativa

75 3 in25 1 in

9.25 3/8 in4.75 No. 42.00 No. 10

0.425 No. 400.075 No. 200

Procedimiento

Análisis por medio de tamizado de la fracción retenida en el tamiz de 4.75 mm (No. 4). Separe la porción de la muestra retenida en el tamiz No. 4, en una serie de fracciones

usando los tamices de: 75,50, 25,9, 5 y 4.75 mm. o los que sean necesarios dependiendo del tipo de muestra o de las especificaciones del material que se ensaye.

Seleccione un grupo de tamices de tamaños adecuados para cumplir con las especificaciones del material que se va a ensayar.

Efectué la operación de tamizado a mano o por medio de un tamizado mecánico durante un periodo adecuado.

En la operación de tamizado manual se mueve el tamiz o tamices de un lado a otro y recorriendo circunferencias de forma que a muestra se mantenga en movimiento sobre la superficie del tamiz (60 seg.).

Cuando se utilice una tamizadora mecánica, se pondrá a funcionar no menos de 15 min aproximadamente.

Se determina el peso de la muestra retenida en cada tamiz y se registra.

La suma de los pesos retenidos de todos los tamices y el peso inicial de la muestra no debe diferir en más del 1%.

Análisis granulométrico de la fracción fina (pasante No. 4)

Se lo hará por tamizado y/o sedimentación según las características de la muestra y la información requerida.

Los materiales arenosos que contengan muy poco limo y arcilla, cuyos terrones se desintegran con facilidad se podrán realizar en seco.

Los materiales arcillosos y limosos cuyos terrones en estado seco no se desintegra con facilidad, se podrá realizar el ensayo por la vía húmeda.

Si se requiere curva granulométrica completa incluyendo a fracción menor que el tamiz 0.079 mm (No. 200), la granulometría se lo realizara por el método de hidrómetro.

Procedimiento

Análisis de lavado sobre el tamiz de 0.074 mm (200) Mediante cuarteo tomar una muestra representativa. Colocar la muestra en un recipiente adecuado y dejar en remojo hasta que los terrones se

ablanden. Se lava la muestra sobre el tamiz de 0.074 mm. (No. 200)

Cálculos

Se calcula los pesos retenidos o parciales en cada tamiz.

Calcule los pesos acumulados.

Calcule el porcentaje retenido sobre cada tamiz con la siguiente expresión:

%Retenido=Pesoacumuladoretenido encada tamizPeso total

×100

Se calcula el porcentaje que pasa restando en forma acumulativa de 100% los porcentajes retenidos sobre cada tamiz:

%Pasa=100−%Retenido acumulado

Curva granulométrica

La forma de la curva de idea de la distribución granulométrica del suelo. Un suelo con un solo tamaño estará representando por una línea vertical, una curva muy indica variedad de tamaños Allen Hazen definió dos coeficientes que permiten determinar la uniformidad de suelo.

Cu=D60D10

Cc= D 302

D 60×D 10

D60, D10 Y D30 diámetro o tamaño de partículas correspondientes al 66%, 10% y 30% en blanco los suelos con Cu<3 se considera muy uniforme (mal graduados).

Para que se llamen bien graduados:

DW: gravas bien graduada Cu>4 1< Cc < 3

SW: arena bien graduada Cu >6 1<Cc<3

Si falla Cu o Cc, se laman mal graduado (uniforme): GP o SP.

Si menos del 12% del material pasa a menos de tamiz No. 200, es necesario calcular el Cu y Cc y mostrarlo en ella gráfica.

Si más del 12% de material pasa a través del tamiz No. 200, es necesario hacer análisis hidrométrico.

I. ¿Qué es el ensayo de límite líquido?Es un método para determinar el límite líquido de los suelos, el límite líquido de un suelo es el contenido de agua y se lo determina cuando el suelo pasa de un estado plástico a un estado líquido.

II. ¿Cuál es la norma para la determinación de límite líquido?Las normas son las siguientes:

AASHTO T89ASTM D 4318

III. MATERIALES Y EQUIPOS PARA LA DETERMINACIÓN DEL LIMITE LIQUIDO

PLATO:Un plato de porcelana, preferentemente sin esmaltar o similar para mezclado, de aproximadamente de 115mm de diámetro.ESPATULA:Una espátula o cuchillo que tiene una hoja aproximadamente de 75mm a 100mm de longitud y 20mm de ancho, con punta redonda.COPA DE CASA GRANDE:Operada manual o mecánicamente es un dispositivo que consiste en un plato de latón y carruaje calibrada para una altura de caída de 10mm.RANURADOR:Puede ser plano o encorvado.RECIPIENTES:Hechos de material resistencia a la corrosión y no sujetos al cambio de masa o desintegración con el repetido calentar y enfriar.CALIBRADOR:Un calibrador unido al ranurador o separado conforme a las dimensiones es de (10 +/-0.2) mm de espesorBALANZA:

La balanza tendrá la capacidad suficiente y de acuerdo a la norma AASHTO M231, dispositivos para pesar usados en los ensayos de materiales.HORNO:Termostáticamente controlado, capaz de mantener constantemente una temperatura de 110+/-5ºC, para el secado de las muestras húmedas.

IV. MUESTRA DE PRUEBA

Tomar una muestra con una masa de 100 gr de la porción de material pasante el tamiz de 0.425 mm ( Nº 40).

V. PROCEDIMIENTO

El material pasante el tamiz Nº40 (0.425) mm colocarlo en el plato.

Agregar de 15 a 25 ml de agua destilada, revolviendo alternadamente y repetidamente amasar y cortando con la espátula a fin de homogenizar la muestra. Se efectuara incrementos de agua de 1 a 3 ml.

Colocar la muestra en un recipiente que impide la evaporación hasta que se sature la muestra por un tiempo minimo de 16 h.

Colocar una cantidad de la muestra en la copa de casa grande y comprimirla hacia abajo.

Extenderla con una espátula del centro hacia los extremos hasta que la altura de la muestra en el punto más bajo es de 10 mm.

Con una firme pasada del ranurador hacer una abertura en la parte central de la muestra contenida en la copa, para lo cual se mantendrá el ranurador normal o la superficie interior de la copa.

Accionar el equipo para alzar y dejar caer la copa 2 golpes por segundo hasta lograr que las dos mitades se unan aproximadamente 13mm .Se registra un número de golpes en que se cerró las dos mitades.

Se toma una rodaja de la muestra cuyo ancho es igual al de la espátula extendiéndose de borde a borde. Colocar esta rodaja en un recipiente y registre su peso. Secar la muestra, según la norma AASHTOT 265.

Retirar la muestra de la copa y colocarla en el plano de mezclado, limpiar la copa y secarla.Repetir los pasos anteriores para por lo menos dos porciones más de suelo.

El objetivo de este procedimiento es determinar la consistencia para cerrar la ranura del suelo en cada uno de los siguientes rangos.

-25 a 30 o 15 a 20-20 a 25 20 a 25-15 a 20 25 a 30 30 a 35

VI. FORMULA PARA CALCULAR EL l-ÍMITE PLASTICO.

(m1−m2 )m2−m3

*100

Índice de plasticidad (IP) =

Límite Líquido - Límite Plástico

VII. ABREVIATURA USADA EN LA FÓRMULA.

W (%)= contenido de humedad. m1= Masa del recipiente y muestra humedad (gr).

m2= Masa del recipiente y muestra seca (gr).m3 = masa del recipiente (gr).

VIII. CALCULOS

Se tomara como límite liquido de la muestra al contenido de humedad que corresponde a la intersección de la curva de flujo con la ordenada a los 25 golpes, informe este valor al número entero más cercano.

LÍMITE LÍQUIDOPaso Nº 1 2 3 4

Recipiente Nº 15 32 11 28

Peso en Gr.

Recipiente + Peso Húmedo 26.76 29.20 22.46 30.18Recipiente + Peso Seco 20.60 23.10 17.90 24.00Agua (Ww) 6.16 6.10 4.56 6.18Recipiente 6.40 8.0 6.50 8.10Peso Seco (Ws) 11.20 15.10 11.10 15.90

Contenido de humedad (%) (W) 55 40.40 41.08 38.87

Número de golpes 14 20 29 40

IX. GRAFICA

I. ¿Qué es el ensayo de límite plástico?Es un método para determinar el límite plástico de los suelos, el límite plástico de un suelo es el contenido de agua que este contiene para que pase de un estado semisólido a sólido.

II. ¿Cuál es la norma para la determinación de límite líquido?

La norma es la siguiente:AASHTO T87

III. MATERIALES Y EQUIPOS PARA LA DETERMINACIÓN DEL LIMITE PLASTICO

PLATOUn plato de porcelana, preferentemente sin esmaltar o similar para mezclado, de aproximadamente de 115mm de diámetro.ESPÁTULAUna espátula o cuchillo que tiene una hoja aproximadamente de 75mm a 100mm de longitud y 20mm de ancho, con punta redonda.SUPERFICIE DE RODADURAUna placa de vidrio esmerilado.RECIPIENTESHechos de material resistencia a la corrosión y no sujetos al cambio de masa o desintegración con el repetido calentar y enfriar.BALANZALa balanza tendrá la capacidad suficiente y de acuerdo a la norma AASHTO M231, dispositivos para pesar usados en los ensayos de materiales.

HORNOTermostáticamente controlado, capaz de mantener constantemente una temperatura de 110+/-5ºC, para el secado de las muestras húmedas.

IV. MUESTRA DE PRUEBA

Se requiere una cantidad de suelo con una masa aproximada de 20gr que pase el tamiz 0.425mm (Nº40), obtenido de acuerdo a la norma AASHTO T87.Colocar al suelo en el plato de mezclado y agregar agua destilada hasta que la masa se vuelva plástica y pueda formarse fácilmente una esfera.

V. PROCEDIMIENTO

Tomar una porción de 1.5 a 2.0 gr de la masa de suelo y forme una masa elipsoidal.

Ruede la masa del suelo entre la palma de la mano y la placa de vidrio hasta obtener un hilo de diámetro uniforme a una velocidad de 80 a 90 ciclos por minuto. El hilo se irá formando hasta que su diámetro alcance 3 a 32 mm, esto no debe tomar más de 2 minutos.Cuando el hilo de suelo obtiene un diámetro de 3mm y no se ha desmoronado, romperlo en seis u ocho pedazos para formar una nueva masa elipsoidal y nuevamente reenrolle, repetir el proceso cuantas veces sea necesario hasta que se desmorone aproximadamente con dicho diámetro.Continuar este enrollado hasta obtener un nuevo hilo de 3mm, prosiga como en el paso anterior hasta que el hilo se rompa en tres segmentos o se desmorone al momento de alcanzar dicho diámetro.

VI. FORMULA PARA CALCULAR EL l-ÍMITE PLASTICO.

(m1−m2 )m2−m3

*100

Índice de plasticidad (IP) =

Límite Líquido - Límite PlásticoVII. ABREVIATURA USADA EN LA FÓRMULA.

W (%)= contenido de humedad. m1= Masa del recipiente y muestra humedad (gr).

m2= Masa del recipiente y muestra seca (gr).m3 = masa del recipiente (gr).

VIII. CALCULOS

LÍMITE PLÁSTICOPaso Nº 1 2 3 4

Recipiente Nº 15 5 11

Peso en Gr.

Recipiente + Peso Húmedo 16.52 17.52 16.70Recipiente + Peso Seco 15.50 16.40 25.70Agua 1.02 1.12 1.00Recipiente 10.6 10.6 10.60Peso Seco 4.9 5.8 6.1

Contenido de humedad (%) 20.4 22.4 20Límite Plástico 17.22 16.18 16.39