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SE CLASIFICAN LOS SUELOS EN MECANICA

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MECANICA DE SUELOS

15 ABRIL 2105 INGENIERIA CIVIL

1. INDICE

Titulo pagina 1. INDICE ------------------------------------------------------------------------------ 012. INTRODUCCION ---------------------------------------------------------------- 02 3. OBJETIVOS --------------------------------------------------------------------- 034. MARCO TEORICO --------------------------------------------------------------- 045. DESARROLLO Y CALCULOS --------------------------------------------- 135.1. CLASIFICACION POR EL SISTEMA S.U.C.S ---------------------- 135.2 CLASIFICACION POR EL SISTEMA AASHTO ------------------------ 158. CONCLUSIONES --------------------------------------------------------------- 16

2. INTRODUCCIONLos granos que conforman en suelo y tienen diferente tamao, van desde los grandes que son los que se pueden tomar fcilmente con las manos, hasta los granos pequeos, los que no se pueden ver con un microscopio. El anlisis granulomtrico al cul se somete un suelo es de mucha ayuda par a la construccin de proyectos, tanto estructuras como carreteras porque con este se puede conocer la permeabilidad y la cohesin del suelo. Tambin el suelo analizado puede ser usado en mezclas de asfalto o concreto. Los Anlisis Granulomtricos se realizaron mediante ensayos en el laboratorio con tamices de diferentes enumeraciones, dependiendo de la separacin de los cuadros de la maya. Los granos que pasen o se queden en el tamiz tienen sus caractersticas ya determinadas. Para el ensayo o el anlisis de granos gruesos ser muy recomendado el mtodo del Tamiz; pero cuando se trata de granos finos este no es muy preciso, porque se le es ms difcil a la muestra pasar por una maya tan fina; Debido a esto el Anlisis granulomtrico de Granos finos ser bueno utilizar otro mtodo.Se hizo en esta oportunidad 2 tipos de clasificacin de suelos: S.UC.S. y A.A.S.H.T.O.Por consiguiente proponemos estudiar bien estos conceptos e ideas sobre Clasificacin de suelos, ya que en la actualidad la ingeniera civil se actualiza y para esto es necesario un constante estudio e investigacin de temas como este para nuestro mayor conocimiento y para despertar el inters en nuestros compaeros.

3. OBJETIVOSEl siguiente trabajo tendr como finalidad el desarrollo de las siguientes capacidades: OBJETIVOS PRINCIPALES: Determinar la cantidad en % de diversos tamaos que constituyen el suelo, en cuanto al total de la muestra utilizada.1. Verificar si el suelo puede ser utilizado para la construccin de proyectos.1. Comparar resultados en ambos sistemas. Conocer un poco mas de sistemas de clasificacin de suelos.

4. MARCO TEORICO:

SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACION DE SUELOS (S.U.C.S.)El Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos (USCS) deriva de un sistema desarrollado por A. Casagrande para identificar y agrupar suelos en forma rpida en obras militares durante la guerra.

Este sistema divide los suelos primero en dos grandes grupos, de granos gruesos y de granos finos. Los primeros tienen ms del 50 por ciento en peso de granos mayores que 0,08 mm; se representan por el smbolo G si ms de la mitad, en peso, de las partculas gruesas son retenidas en tamiz 5 mm, y por el smbolo S s ms de la mitad pasa por tamiz 5 mm.

A la G o a la S se les agrega una segunda letra que describe la graduacin: W, buena graduacin con poco o ningn fino; P, graduacin pobre, uniforme o discontinua con poco o ningn fino; M, que contiene limo o limo y arena; C, que contiene arcilla o arena y arcilla.

Los suelos finos, con ms del 50 por ciento bajo tamiz 0,08 mm, se dividen en tres grupos, las arcillas (C), los limos (M) y limos o arcillas orgnicos (O).

Estos smbolos estn seguidos por una segunda letra que depende de la magnitud del lmite lquido e indica la compresibilidad relativa: L, si el lmite lquido es menor a 50 y H, si es mayor.

Para mayor comprensin describiremos el procedimiento de clasificacin:

Procedimiento de Clasificacin de Suelos de granos gruesos (ms de 50% retenido en 0,08 mm)

Una vez efectuados los ensayes de clasificacin, determine la distribucin acumulativa de los tamaos de las partculas y clasifique la muestra como grava (G), si el 50%, o ms de la fraccin gruesa (> 0,08 mm) es retenida en tamiz 5 mm, y clasifquela como arena (S), si ms del 50% de la fraccin gruesa (> 0,08 mm) pasa por tamiz 5 mm.

Si menos del 5% en peso de la muestra pasa por tamiz 0,08 mm, calcule:Cu =D60yCc =(D30)2 D10 D10 * D60Clasifique la muestra como grava bien graduada (GW), o arena bien graduada (SW), si C" es mayor que 4 para las gravas y mayor que 6 para las arenas, y CL est comprendido entre 1 y 3.Clasifique la muestra como grava pobremente graduada (GP), o arena pobremente graduada (SP), si no se satisfacen simultneamente los criterios de C" y CL para bien graduada.

Si ms que el 12%, en peso, de la muestra de ensaye pasa por 0,08 mm, analice los valores del lmite lquido (wL) e ndice de plasticidad (IP) mediante la lnea "A" de la carta de plasticidad).

Clasifique la muestra como grava limosa (GM), o arena limosa (SM), si los resultados de los lmites de consistencia muestran que los finos son limosos, es decir, si al dibujar wL versus IP, este punto cae bajo la lnea "A" o el IP es menor que 4.

Clasifique la muestra como grava arcillosa (GC), o arena arcillosa (SC), si los finos son arcillosos, es decir, si al dibujar el w, versus IP, cae sobre la lnea "A" y el IP es mayor que 7.

Si el punto del lmite lquido versus ndice de plasticidad cae prcticamente en la lnea "A" o est sobre esta lnea, pero el ndice de plasticidad est comprendido entre 4 y 7, d clasificacin doble tal como GM-GC o SM-SC.

Si pasa por tamiz 0,08 mm del 5 al 12% de la muestra, el suelo llevar clasificacin doble, basada en los criterios de graduacin y lmites de consistencia, tales como GW-GC o SP-SM. En casos dudosos, la regla es favorecer a la clasificacin de menos plasticidad. Por ejemplo una grava con 10% de finos, un C" de 20, C~ de 2,0 y un ndice de plasticidad de 6, ser clasificado como GW-GM en vez de GW-CG.

6.2.2Procedimiento de clasificacin de suelos de granos finos (50% o ms pasa por 0,08 mm)

Clasifique el suelo como una arcilla inorgnica (C), si al dibujar el punto del lmite lquido versus ndice de plasticidad, ste cae sobre la lnea "A" y el ndice de plasticidad es mayor que 7.

Si el lmite lquido es menor que 50 y el punto wL versus IP cae sobre la lnea "A" y el IP es mayor que 7, clasifquela como arcilla inorgnica de baja a media plasticidad (CL), y como arcilla de alta plasticidad (CH) si el Limite Lquido es mayor que 50 y el punto wL versus IP cae sobre la lnea A (Carta de plasticidad fig. 5.12). En caso que el lmite lquido exceda a 100 o el IP exceda a 60, expanda la carta de plasticidad manteniendo las mismas escalas y pendiente de la lnea "A".

CARTA DE PLASTICIDAD O ABACO DE CASAGRANDE

Clasifique el suelo como limo inorgnico (M), si al dibujar el punto wL versus IP cae bajo la lnea "A" o el IP es menor que 4, a menos que se sospeche que hay materia orgnica presente en cantidades suficientes como para influir en las propiedades del suelo (suelo de color oscuro y olor orgnico cuando est hmedo y tibio), en cuyo caso se debe efectuar un segundo lmite lquido con la muestra de ensaye secada al horno a una temperatura de 110 5C durante 24 horas. Se clasifica como limo o arcilla orgnicos (O), si el lmite lquido despus del secado al horno, es menor que 75% del lmite lquido de la muestra original determinado antes del secado.

Clasifique el suelo como limo inorgnico de baja plasticidad (ML), o como limo o limo arcilla orgnicos de baja plasticidad (OL), si el lmite lquido es menor que 50 y al dibujar wL versus IP cae bajo la lnea "A" o el IP es menor a 4.Clasifique el suelo como limo inorgnico de media a alta plasticidad (MH), o como una arcilla u limo arcilla orgnico de media a alta plasticidad (OH), s el wL. Es mayor que 50 y el punto dibujado de wL versus IP cae bajo la lnea "A" o el IP es menor a 4.Con el fin de indicar sus caractersticas de borde, algunos suelos de grano fino deben clasificarse mediante simbologa doble. Si el punto dibujado del wL versus IP cae prcticamente en la lnea "A" o sobre la lnea "A" donde el ndice de Plasticidad tiene un rango de 4 a 7, el suelo debe tener clasificacin doble tales como CL-ML o CH-OH. Si el punto dibujado de wL versus IP cae prcticamente en la lnea del lmite lquido igual a 50, el suelo deber tener clasificacin doble tales como CL-CH o ML-MH.En casos dudosos la regla de clasificacin favorece al ms plstico. Por ejemplo, un suelo fino con un w~ = 50 y un ndice de plasticidad de 22 se deber clasificar como CH-MH en lugar de CL-ML.Este sistema fue adoptado por el U.S. Army Corps of Engineers en 1942 y en 1947 le introdujo algunos lmites para evitar doble clasificacin. En 1952, el Cuerpo de Ingenieros en conjunto con el Bureau of Reclamation y asesorados por el Dr. Casagrande efectuaron las ltimas modificaciones.Basados en observaciones de terreno y ensayes de Laboratorio de materiales de base para caminos y aeropuertos, el Cuerpo de Ingenieros subdividi los grupos GM y SM en dos grupos, designados por los sufijos "d" y "u", que han sido escogidos para representar a materiales que son convenientes o no, respectivamente, para ser empleados en bases de caminos y aeropuertos. Smbolos tpicos son GM, y SM.Se emplea el sufijo "d" cuando el lmite lquido es menor o igual a 25 y el ndice de plasticidad menor o igual a 5.

CLASIFICACION DE SUELOS SEGN EL SISTEMA AASHTOFuncionarios de la Asociacin Americana de Carreteras Estatales y Transporteo por sus siglas eninglsAASHTOdeAmerican Association of State Highway and Transportation Officials, es un rgano que establece normas que publica especificaciones, hace pruebas deprotocolosyguasusadas en diseos deautopistasy construccin de ellas en todo losEstados Unidos. A pesar de su nombre, la asociacin representa no slo a las carreteras, sino que tambin al transporte por aire, ferrocarril, agua y transporte pblico.Los miembros votantes del AASHTO son delDepartamento de Transportede cadaestadoen losEstados Unidos, al igual que el dePuerto Ricoy el delDistrito de Columbia. ElDepartamento de Transporte de los Estados Unidos, algunos condados y ciudades estadounidenses, operadores de peajes, y la mayora de lasprovinciascanadiensesy al igual que como los departamento de carreteras deHong Kong, el Ministro de Obras Publicas y Asentamientos deTurquay la de Funcionarios de la AsociacinNigerianade Carreteras y Transporte Pblico no tienen votos de membreca.El Departamento de Caminos Pblicos de USA (Bureau of Public Roads) introdujo en 1929 uno de los primeros sistemas de clasificacin, para evaluar los suelos sobre los cuales se construan las carreteras. En 1945 fue modificado y a partir de entonces se le conoce como Sistema AASHO y recientemente AASHTO.Este sistema describe un procedimiento para clasificar suelos en siete grupos, basado en las determinaciones de laboratorio de granulometra, lmite lquido e ndice de plasticidad. La evaluacin en cada grupo se hace mediante un "ndice de grupo", el cual se calcula por la frmula emprica:IG = (F - 35) (0,2 + 0.005 (Wl - 40)) + 0,01 (F - 15) (IP - 10).En que:F= Porcentaje que pasa por 0.08 mm, expresado en nmeros enteros basado solamente en el material que pasa por 80 mm.Wl=Lmite Lquido.IP=ndice de Plasticidad.Se informa en nmeros enteros y si es negativo se informa igual a 0.El grupo de clasificacin, incluyendo el ndice de grupo, se usa para determinar la calidad relativa de suelos de terraplenes, material de subrasante, subbases y bases. Disponiendo de los resultados de los ensayes requeridos, proceda en la Tabla V.6 de izquierda a derecha y el grupo correcto se encontrar por eliminacin. El primer grupo desde la izquierda que satisface los datos de ensaye es la clasificacin correcta. Todos los valores lmites son enteros, si alguno de los datos es decimal, se debe aproximar al entero ms cercano.El valor del ndice de grupo debe ir siempre en parntesis despus del smbolo del grupo, como: A-2-6 (3); A-7-5 (17), etc.Este mtodo define:- Grava: material que pasa por 80 mm y es retenido en tamiz de 2- Arena gruesa: material comprendido entre 2 mm y 0.5 mm- Arena fina: material comprendido entre 0,5 y 0,08 mm.- Limo arcilla: material que pasa por tamiz 0,08 mm.El trmino material granular se aplica a aquellos con 35% o menos bajo tamiz 0,08 mm; limoso a los materiales finos que tienen un ndice de plasticidad de 10 o menor; y arcilloso se aplica a los materiales finos que tienen ndice de plasticidad 11 o mayor. Materiales limo arcilla contienen ms del 35% bajo tamiz 0,08 mm.Cuando se calcula ndices de grupo de los subgrupos A-2-6 y A-2-7, use solamente el trmino del ndice de plasticidad de la frmula.Cuando el suelo es NP o cuando el lmite lquido no puede ser determinado, el ndice de grupo se debe considerar (0).Si un suelo es altamente orgnico (turba) puede ser clasificado como A-8 slo con una inspeccin visual, sin considerar el porcentaje bajo 0,08 mm, lmite lquido e ndice de plasticidad. Generalmente es de color oscuro, fibroso y olor putrefacto.

GRANULOMETRIA POR TAMIZADOEs un proceso mecnico mediante el cual se separan las partculas de un suelo en sus diferentes tamaos, denominado a la fraccin menor (Tamiz No 200) como limo, Arcilla y Coloide. Se lleva a cabo utilizando tamices en orden decreciente. La cantidad de suelo retenido indica el tamao de la muestra, esto solo separa una porcin de suelo entre dos tamaos.

5. DESARROLLO Y CALCULOS5.1 CLASIFICACION POR EL SISTEMA S.U.C.S.

Primero se hizo el anlisis granulometricoTamizPasaPasanteRetenidoRetenido

(mm)(%)(%)acumulado (%)parcial (%)

50.892.0092.008.008.00

38.184.8084.8015.207.20

25.480.8080.8019.204.00

19.172.8072.8027.208.00

12.766.0066.0034.006.80

9.5254.0054.0046.0012.00

6.3544.4044.4055.609.60

4.7632.4032.4067.6012.00

230.4030.4069.602.00

0.4222.4022.4077.608.00

0.29710.4010.4089.6012.00

0.1498.008.0092.002.40

0.0744.004.0096.004.00

Se tienen como dato los limites de AssterbergLmite lquido LL55.00%

Lmite plastico LP38.00%

ndice plasticidad IP17.00%

Se hizo la curva granulomtrica

Se definen los coeficientes de curvatura de y uniformidadD60:11.11mm

D30:1.92mm

D10 (dimetro efectivo):0.27mm

Coeficiente de uniformidad (Cu):40.80

Grado de curvatura (Cc):1.22

Se dibuja el abaco de Casagrande o carta de plasticidad

Finalmente se tiene como conclusinSistema unificado de clasificacin de suelos (S.U.C.S.)

Suelo de partculas gruesas. Suelo limpio.

Grava bien graduada con bloques GW

5.2 CLASIFICACION POR EL SISTEMA AASHTO

Ubicamos en la carta de plasticidad nuestros lmites lquido y plstico.

Hacemos uso de nuestro cuadro de clasificacin de suelos por el sistema AASHTO usando los resultados de la granulometra y los limites de asterberg Pasa tamiz N 4 (4.76mm):32.40 %

Pasa tamiz N 200 (0,074 mm):4.00 %

Pasa tamiz N 10 (2.00 mm):30.40 %

Usando tambin los lmites de asterberg.Lmite lquido LL55.00%

Lmite plastico LP38.00%

ndice plasticidad IP17.00%

Llegamos a la siguiente conclusin.Material granular

Excelente a bueno como subgrado

A-2-7 Grava y arena arcillosa o limosa

-1

Valor del ndice de grupo (IG):0

6. CONCLUSIONESSe puede dar como conclusin que la ambos sistemas tienen formas distintas de realizar la clasificacin de suelos, se obtuvo respuesta a nuestros objetivos principales, obteniendo resultados de la granulometra , la verificacin de si es material es apto para la construccin y se conoci algo ms de los sistemas de clasificacin de suelos.CARLOS SANCHEZ GARCIA2