GRANULOMETRIA

UNAM ING. GABRIEL RUIZ GONZALEZ

FES ARAGON 1

INGENIERIA CIVIL COMPORTAMIENTO DE SUELOS

GRANULOMETRA

La Granulometra es la parte de la Mecnica de Suelos que estudia lo referente a las formas y distribucin de tamaos de las gravas o partculas que constituyen un suelo. En lo que respecta a las formas, las ms comunes de las partculas de cualquier suelo pueden manifestarse en equidimensionales, placas y tubulares. Las primeras son propias de suelos gruesos, las placas en las arcillas y micas y las tubulares que son menos comunes se forman a partir de placas enrolladas, propias de algunas arcillas.


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Las formas equidimensionales se acostumbra a subdividir en muy redondeadas, redondeada, subredondeada, subangulosa y angulares. En suelos con caractersticas de este ultimo tipo (angulares), existe una mayor trabazn entre partculas, lo cual hace posible una mayor resistencia a comparacin de suelos que estn constituidos por partculas con forma subredondeada o redondeada, sin embargo para niveles de altos esfuerzos, los suelos angulosos ceden por que se destruye o rompe esta trabazn, lo que no sucede con suelos cuyas partculas presentan formas subredondeadas o redondeadas La distribucin granulomtrica de un suelo se define como la descripcin cuantitativa del tamao de las partculas que lo forman. Para las fracciones correspondientes a los tamaos mayores del suelo, la determinacin de la distribucin granulomtrica se hace por un procedimiento de cribado a travs de mallas para las partculas mayores de 0.074 mm (malla N 200), mientras que para las partculas menores el anlisis se hace por sedimentacin, mediante el uso del hidrmetro (anlisis mecnico combinado). Las muestras requeridas para la obtencin de la curva granulomtrica pueden ser alteradas o inalteradas. La muestra de suelo representativa contendr por lo menos 50 gr. de material que pase la malla N 200 y 300 gr. de material que pase la malla N 4.


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Primeramente deber secarse la muestra al aire y separarse en dos fracciones que definir la malla N 4. De la fraccin que pasa la malla N 4, se toman - por cuarteo - 300 gr. de material y se lavan sobre la malla N 200 utilizando agua destilada con la recuperacin de la misma en su totalidad dentro de un recipiente. El material retenido en la malla N 200 se sujeta ha secado de horno. Ahora se efecta el cribado tanto la fraccin retenida en la malla N 4 como el material retenido en la malla N 200 hacindolo pasar - en ambas fracciones - a travs de un juego de tamices de aberturas descendentes (tabla) y anotndose el peso del material retenido que se obtenga en la malla .


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Material Retenido en la Malla No. 4 Numero Abertura (mm)

Material que pasa la Malla No. 4 Numero Abertura (mm)

3 2 1 3/8 No. 4 Charola

76.2 50.8 25.4 19.05 12.7 9.52 4.76 -

No. 10 No. 20 No. 40 No. 60 No. 100 No. 200

2.000 0.840 0.420 0.250 0.149 0.149

Charola

-


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Si durante el cribado llegara a haber material que pase la malla N 200, este se incorporar al que pas la misma malla durante el lavado de la muestra. Con el material producto del lavado se realiza el anlisis por sedimentacin con hidrmetro (densmetro). Resta describir la obtencin de los datos necesarios para el trazo de la curva granulomtrica. - En primer lugar se calcula el porcentaje respecto al peso total de la muestra de los materiales retenidos en cada malla empleada y el que corresponde a los dimetros calculados en la prueba del hidrmetro. - Se calcula el porcentaje acumulado del material que ha pasado por cada malla y menor que el dimetro calculado en la prueba del hidrmetro.


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- Por ltimo se dibuja la curva granulomtrica sobre papel semilogartmico colocando en el eje de las abscisas el tamao de las partculas (escala logartmica) y en las ordenadas el porcentaje que pasa (escala natural). A manera de ejemplo, se ilustran cuatro diferentes curvas granulomtricas tpicas de algunos suelos en Mxico (figura 2.15) . De la figura podemos observar que una curva con tendencia a una ligera verticalidad representa un suelo uniforme (curva A) mientras que una curva muy tendida indica una gran variedad de tamaos (curva B) y da idea de la granulometra de un suelo bien graduado. Para definir la graduacin de un suelo se proponen los coeficientes de uniformidad y de curvatura (coeficientes de Allen Hazen). El coeficiente de uniformidad, Cu, se define como:

Cu =Siendo:

D 60 D 10

D60: Dimetro de partculas; cuyo tamao es mayor o igual que el 60% del peso total de las partculas D10: Dimetro efectivo, o sea el dimetro que corresponde a las partculas cuyo tamao es mayor o igual que el 10% en peso del total de un suelo. El coeficiente de curvatura, Cc, se define por:

Cc =Siendo:

(D 30 )2D 60 x D 10

D30 Dimetro de partculas; cuyo tamao es mayor o igual que el 60% del peso total de las partculas. El coeficiente de uniformidad (Cu) representa la extensin de la curva de distribucin granulomtrica, es decir, a mayor extensin de esta curva, se tendr una mayor variedad de tamaos, lo que es propio de un suelo bien graduado; generalmente esto se cumple en arenas para un Cu 6, y en gravas con un Cu 4. El coeficiente de curvatura (Cc) trata de indicarnos una curva granulomtrica constante, sin escalones; esto se cumple tanto en arenas como gravas para cuando 1 Cu 3.


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Por lo tanto, ambos coeficiente de Uniformidad y Curvatura sirven para indicarnos de una manera prctica y sencilla en el laboratorio cuando un suelo se encuentra bien graduado o mal graduado. Algunas aplicaciones practicas de la curva de distribucin granulomtrica son entre otras, la determinacin de bancos de prstamo para la construccin de cortinas de tierra en la zona de transicin y respaldo, en la base y sub-base que forman parte del cuerpo geomtrico de las carreteras, en el agregado ptreo para la fabricacin de concretos, etc. La variacin del coeficiente de curvatura entre 1 y 3 define suelos bien graduados, mientras que suelos con coeficiente de uniformidad menor de 3 se consideran muy uniformes.

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