Informe 1 - Laboratorio M.C.

UNIVERSIDAD DE LAS AMERICAS Facultad de Arquitectura Diseño y Construcción

Tarea Laboratorio N° 1

Mecánica de Suelos Integrantes:

Pablo Gómez Sh. Juan González R. Rodrigo Toledo W.

Alvaro Villegas Juan Carlos Díaz V.

Profesor: Nelson Valdés Moya

INDICE Pág.

1. INTRODUCCIÓN………………………………………………………………1

2. OBJETIVOS……………………………………………………………………2

3. REFERENCIAS………………………………………………………………..3

4. DESARROLLO…………………………………………………………………4

4.1. Descripción visual del suelo 4.2. Determinación de Densidad Húmeda

5. ANALISIS……………………………………………………………………..12 5.1. Descripción visual del suelo

5.2. Determinación de Densidad Húmeda

6. CONCLUSIÓN………………………………………………………………..17

7. BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………….18

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1. INTRODUCCIÓN A pesar de conocerse la composición y comportamiento de los suelos en determinadas zonas o áreas de un lugar, este conocimiento es general y no sirve de referencia para tomarse como base para realizar el estudio de algún proyecto. Los suelos pueden variar de manera drástica dentro una zona, en la cual predomine un material en especial o tenga una estratigrafía distinta y es por esto que es esencial la realización de exploraciones dentro del área de modo de estudiar sus propiedades físicas y mecánicas. Para conocer de forma más certera el tipo de terreno en el cual se fundara alguna estructura se hace necesario realizar un análisis de los suelos. Partiendo de una descripción visual e identificación del suelo. Esta se realiza inicialmente por la exploración y luego a través de ensayos manuales y mecanizados, tanto in situ como en laboratorio. La Descripción Visual Estratigráfica permite principalmente determinar los distintos estratos de suelos, las dimensiones de las capas y conocer de manera aproximada las características geotécnicas de un determinado terreno, en el cual se pretende proyectar y fundar una estructura determinada. El presente informe pretende ilustrar lo realizado en laboratorio con diversas muestras de suelos a los cuales se les practicó algunos métodos de ensaye comúnmente utilizados para la Descripción Visual e identificación de suelos de Suelos. Complementariamente se realizó el ensayo de determinación de Peso Unitario de una muestra inalterada. Ensayo basado en el principio de Arquímedes, a través del cual el volumen de una muestra se determina por el volumen de agua que desplaza.

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2. OBJETIVOS Aprender como Identificar y describir visualmente un suelo. El alumno pueda ser capaz de diferenciar en terreno los diferentes tipos de suelos con los que se pueda encontrar y poder hacer un análisis inicial de éstos, que le permitan dar una idea más certera de sus características y propiedades, previo a los resultados que pueda entregar un laboratorio. Aprender a determinar Densidades en estados naturales de un suelo y humedad en los suelos. Que el alumno pueda llevar a la práctica los conocimientos entregados en clases por el profesor referente a la Descripción Visual de Suelos, utilizando métodos simples sin ayuda de un laboratorio.

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3. REFERENCIAS

Para el desarrollo del presente informe, este Grupo contó con los siguientes antecedentes y documentos:

Norma ASTM D2488, “Descripción de Suelos (Procedimiento Visual – Manual).

Manual de Carreteras V2, 2.503.202(3), “Estratigrafía Visual”.

Laboratorio Nacional de Vialidad, “Geotecnia, LNV 1993”.

Guía de Laboratorio de Geotecnia, Departamento de Obras Civiles “Universidad de Santiago de Chile”.

Apuntes de Mecánica de Suelos, “Nelson Valdés Moya”

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4. DESARROLLO

4.1. Descripción Visual de Suelos. Cada una de las muestras descritas en la fichas, se encontraban en condición de alterada (material suelto en bandejas), dispuestas, para trabajo en laboratorio. Esta situación obedece a que no se pudo realizar un trabajo en terreno por medio de la aplicación de pozos o calicatas de exploración. Es necesario mencionar que para este laboratorio se carecía de una ficha elaborada previamente para realizar una descripción Visual, además se desconocía la Normativa Vigente para este trabajo. Por estas razones este grupo elaboro una ficha con los datos entregados por las herramientas ocupadas en este laboratorio:

Tacto,

Olfato,

Vista,

Recipientes con agua

Lápiz y papel.

Bajo estas condiciones se adjuntan seis (6) descripciones de suelos, elaboradas en gabinete.

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Identificacion de Muestra: Muestra 1

Fino Granular

X

Tamaño de Suelo

Reaccion Rapida X Limo Tipo de grava Diámetro partícula

Reaccion Lenta Arcilla Gravas gruesas entre 80 mm (3”) y 20 mm (¾”)

Reaccion Media Gravas finas entre 20 mm(¾”) y 5 mm (Nº 4)

Tipo de arena Diámetro partícula

Arenas gruesa entre 5 mm (Nº 4) - 2 mm (Nº 10)

Resistencia del amasado Alta Baja Arenas media entre 2 mm (Nº 10) - 0.5 mm (Nº 40)

X Arena fina entre 0,5 mm (Nº 40) - 0,08 mm (Nº 200)

Plasticidad Si No Caracteristicas

X

Suelos Fundamentales:

Brillo Alto Bajo % Estimado de Bolones

X Indicios 0 - 10 %

Poco 10 - 20 %

Algo 20 - 35 %

Abundante 35 - 50 %

Asentamiento 30 a 60 Seg. 15 a 60 Min. Horas

X Tamaño de Granos Dominantes

Arenas Limo Arcilla Arenas Gruesas

% Altura de asentamiento. 70% 30% Arenas Medias x

Arenas Finas

Gravas Gruezas

Gravas Finas

Forma de los Granos

Redondeados

No aplicable. Sub Redondeados

Café Grisáceo. Sub Angulares

Angulares

% de Finos

No aplicable.

No aplicable. Plasticidad Finos

Limo arcilloso Plastico

No aplicable. Medio

Nula

Estado de particulas

Dura

Blanda

Limo arcilloso, color café grisáceo, muestra en estado alterado, con indicios de material orgánico, plasticidad baja,

con un 70% de limo y un 30% de arcilla y humedad baja.

Clasificación USCS: ML-CL

Un leve olor a material

organico.

IDENTIFICACION Y DESCRIPCION VISUAL DE SUELO INSITU

Tipos de Suelo

Fino Granular

Ensayo de sacudimiento:

Ensayo de Amasado

Ensayo de Dispersion

Caracteristicas de Suelos Finos:

Compacidad o consistencia:

Color:

Olor:

Nombre local:

Nivel freatico:

Descripcion del Suelo

Estado de humedad Baja

Presencia de otros materiales y/o

caracteristicas:

leve cantidad

Material organico

Estructura:

Cementación:

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Fino Granular

X

Tamaño de Suelo

Reaccion Rapida Limo Tipo de grava Diámetro partícula





Resistencia del amasado Alta Baja Arenas media entre 2 mm (Nº 10) - 0.5 mm (Nº 40) X

Arena fina entre 0,5 mm (Nº 40) - 0,08 mm (Nº 200)




Indicios 0 - 10 %

Poco 10 - 20 %

Algo 20 - 35 %

Abundante 35 - 50 %


X X Tamaño de Granos Dominantes


% Altura de asentamiento. 99.5% 0.5% Arenas Medias X

Arenas Finas

Gravas Gruezas

Gravas Finas

Forma de los Granos

Redondeados

Sub Redondeados

Amarillo Sub Angulares

Angulares

% de Finos 3.0%

Plasticidad Finos

Plastico

Medio

Nula X


Dura X

Blanda


Finos bajo malla Nº 200 ASTM aproximadamente 3%

Clasificación USCS: SP


Tipos de Suelo

Fino Granular


Ensayo de Amasado




Color:

Olor:

Nombre local:

Nivel freatico:

Arena grano medio, muestra limpia, color amarillo, plasticidad nula, humedad baja.

Estado de humedad


Estructura:

Cementación:

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Fino Granular

X

Tamaño de Suelo







Arena fina entre 0,5 mm (Nº 40) - 0,08 mm (Nº 200) X




Indicios 0 - 10 %

Poco 10 - 20 %

Algo 20 - 35 %

Abundante 35 - 50 %




% Altura de asentamiento. 97.0% 3.00% Arenas Medias

Arenas Finas X

Gravas Gruezas

Gravas Finas

Forma de los Granos

Redondeados

Sub Redondeados

Café oscuro Sub Angulares

Angulares

% de Finos 3.00%

Plasticidad Finos

Plastico

Medio

Nula X


Dura X

Blanda


Finos bajo malla Nº 200 ASTM 3 %

Clasificación USCS: SP


Tipos de Suelo

Fino Granular


Ensayo de Amasado




Color:

Olor:

Nombre local:

Nivel freatico:

Arena fina limosa, con presencia de priedrecillas, nula plasticidad, color café oscuro, de granos duros, humedad baja.

Estado de humedad


Estructura:

Cementación:

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Fino Granular

X

Tamaño de Suelo











Indicios 0 - 10 %

Poco 10 - 20 %

Algo 20 - 35 %

Abundante 35 - 50 %




% Altura de asentamiento. 90% 10% Arenas Medias

Arenas Finas X

Gravas Gruezas

Gravas Finas

Forma de los Granos

Redondeados

Sub Redondeados

Sub Angulares

Angulares

% de Finos 10%

Plasticidad Finos

Plastico

Medio

Nula X


Dura X

Blanda


Finos bajo malla Nº 200 aprox. 10%

Clasificiación USCS: SM


Tipos de Suelo

Fino Granular


Ensayo de Amasado




Color:

Olor:

Nombre local:

Nivel freatico:

Arena fina limosa, plasticidad nula, de color café oscuro, humedad baja.

Estado de humedad


Estructura:

Cementación:

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Fino Granular

X

Tamaño de Suelo


Reaccion Lenta X Arcilla Gravas gruesas entre 80 mm (3”) y 20 mm (¾”)



Arenas gruesa entre 5 mm (Nº 4) - 2 mm (Nº 10) X


X Arena fina entre 0,5 mm (Nº 40) - 0,08 mm (Nº 200)


X



Indicios 0 - 10 %

Poco 10 - 20 %

Algo 20 - 35 %

Abundante 35 - 50 %



Arenas Limo Arcilla Arenas Gruesas X

% Altura de asentamiento. 80% 5% 15% Arenas Medias

Arenas Finas

Gravas Gruezas

Gravas Finas

Forma de los Granos

Redondeados

Sub Redondeados

Sub Angulares

Angulares

% de Finos

Plasticidad Finos

Plastico X

Medio

Nula


Dura X

Blanda


con presencia de piedrecillas.

Finos bajo la malla Nº 200 aproximadamente 35%

Clasificación USCS: SC-SM


Tipos de Suelo

Fino Granular


Ensayo de Amasado




Color:

Olor:

Nombre local:

Nivel freatico:

Arena limo arcillosa, color café rojizo, plasticidad media-baja, humedad baja,

Estado de humedad


Estructura:

Cementación:

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Fino Granular

X

Tamaño de Suelo



Reaccion Media Gravas finas entre 20 mm(¾”) y 5 mm (Nº 4) X






x



Indicios 0 - 10 %

Poco 10 - 20 %

Algo 20 - 35 %

Abundante 35 - 50 %




% Altura de asentamiento. 80.0% 10.00% Arenas Medias

Arenas Finas

Gravas Gruezas

Gravas Finas X

Forma de los Granos

Redondeados

Sub Redondeados

Sub Angulares

Angulares

% de Finos 10.00%

Plasticidad Finos

Plastico

Medio

Nula X


Dura X

Blanda


Color Gris, humedad baja.

Finos bajo malla Nº 200 aprox. 10%

Clasificación USCS: GP


Tipos de Suelo

Fino Granular


Ensayo de Amasado




Color:

Olor:

Nombre local:

Nivel freatico:

Material granular, tamaño maximo 20mm, con matriz arenosa, plasticidad nula,

Estado de humedad


Estructura:

Cementación:

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4.2. Determinación de Densidad Húmeda (Peso Unitario) El procedimiento para obtener la densidad se basa en el principio de Arquímedes, a través del cual el volumen de una muestra se determina por el volumen de agua que desplaza. Para evitar la absorción de agua, la muestra es impermeabilizada con una delgada película de cera líquida o parafina sólida. Equipo:

Frasco de vidrio de volumen graduado

Balanza

Cera o parafina sólida

Cocina a gas

Se adjuntan análisis elaborado en gabinete.

Ds=1,98 g/cm3 Ɣ=volumen desplazado 210 ML Masa Suelo= 381 g Ms= Masa Suelo 353 g. Mp= Masa Parafina 28 g. Vp= Volumen Parafina 31.46 cm3 Dp= Densidad Parafina 0,89 g/cm3 Vs= Volumen Suelo 178,54 cm3

Vt= Vs+Vp → Vs= Vt-Vp Vs=210-31.46= 178,54 cm3

Mt= Ms+Mp → Mp= Mt-Ms Mp= 381-353= 28 g.

Dp=Mp/Vp → Vp=Mp/Dp Vp=28/0,89= 31,46 cm3

Ds= Ms/Vs → 1,98 g/cm3

Porcentaje de humedad, calculo no realizado pues no contamos con los datos de las muestras secas.

W%= Ph-Ps/Ps W%= %

Ph=Peso Húmedo Ps=Peso Seco

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5. ANALISIS 5.1. Descripción Visual de Suelos. La caracterización visual está orientada a describir de la forma más técnica posible las principales características de los suelos, sin incluir ensayos de laboratorio.

Los suelos pueden diferenciarse en dos grandes grupos, suelos finos y suelos granulares. Los suelos granulares son los materiales cuyos tamaños son mayores a la malla ASTM Nº 200, que corresponde a 0,074 mm (este es aproximadamente el menor tamaño de partículas individuales que el ojo humano puede distinguir), mientras que los finos son los que presentan tamaños menores a esta malla.

Para el desarrollo de una buena descripción visual de suelos, es necesario apoyarse en las normativas vigentes (mencionadas en referencias), a continuación se adjuntan tablas (pauteadas), para una adecuada descripción de suelos gruesos y finos.

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5.2. Determinación de Densidad Húmeda El procedimiento para obtener el peso unitario (suelos cohesivos) se basa en el principio de Arquímedes, a través del cual el volumen de una muestra se determina por el volumen de agua que desplaza. Para evitar la absorción de agua, la muestra es impermeabilizada con una delgada película de cera líquida o parafina sólida. Equipo • Frasco de vidrio de volumen graduado • Balanza con precisión de 0,1 g • Cera o parafina sólida. Procedimiento

Se extrae una muestra de suelo, sin alterar su consistencia, de acuerdo a lo indicado en figura 1.

Se da la forma a la muestra de tal forma que permita su transporte.

Su transporte se hará cuidando de tal forma de no alterar las condiciones de humedad y/u otro parámetro físico.

Se pesa la muestra en las condiciones inmediatas a su retiro de terreno.

Se coloca a calentar una cantidad de parafina solida (velas).

Se sumerge la muestra en la parafina solida (derretida), de forma de asegurar la impermeabilidad de la muestra.

Se deja enfriar unos minutos.

Se sumerge en el sifón con agua de modo que este desplace un volumen, el cual será medido en pipa graduada.

Una vez obtenidos los datos volumen y peso de la muestra se obtiene su densidad aparente.

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Figura 1. Toma de Muestra In Situ

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6. CONCLUSIÓN De acuerdo a la experiencia realizada en laboratorio podemos concluir que, si bien existen métodos y referencias que permiten acotar las características de una muestra y con esto acercar al observador al tipo de suelo, se requiere de experiencia para dar una buena descripción y clasificación. Los conocimientos adquiridos en clases complementados con el seguimiento de los ítems para una descripción de un suelo iniciando este con la definición de suelo granular o fino es una herramienta que logra una descripción e identificación de suelos previo a la realización de ensayos más elaborados. La subjetividad es una característica presente en cómo se puede describir una muestra de suelo, más aún si es analizada por un grupo de personas, las cuales pueden dar una visión distinta sobre el mismo suelo y de acuerdo a la poca experiencia tener discrepancias un ejemplo es concordar en una característica tan simple, como el color de la muestra.

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7. BIOGRAFIA

Norma ASTM D2488, “Descripción de Suelos (Procedimiento Visual – Manual).

Manual de Carreteras V2, 2.503.202(3), “Estratigrafía Visual”.

Laboratorio Nacional de Vialidad, “Geotecnia, LNV 1993”.

Guía de Laboratorio de Geotecnia, Departamento de Obras Civiles “Universidad de Santiago de Chile”.

Apuntes de Mecánica de Suelos, “Nelson Valdés Moya”

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