PROPIEDADES INDICE

¿Cómo se modeliza el suelo para su estudio?

Masa de piedra triturada, grava, arena, etc. mayormente compuesta de partículas individuales.

• Tamaño varía desde 6 in. a 5~10 micrones

¿Qué se entiende por agregado?Se entiende por agregados a una colección de partículas de diversos tamaños que se pueden encontrar en la naturaleza, ya sea en forma de finos, arenas y gravas o como resultado de la trituración de rocas. Cuando el agregado proviene de la desintegración de las rocas debido a la acción de diversos agentes naturales se le llama agregado natural, y cuando proviene de la desintegración provocada por la mano del hombre se le puede distinguir como agregado de trituración, pues éste método es el que generalmente se aplica para obtener el tamaño adecuado. Los agregados naturales y los de trituración se distinguen por tener por lo general un comportamiento constructivo diferente, sin embargo se pueden llegar a combinar teniendo la mezcla a su vez características diferentes. Los agregados que se emplean más en la construcción se derivan de las rocas ígneas, de las sedimentarias y de las metamórficas, y es de esperarse que las cualidades físicas y mecánicas de la roca madre se conserven en sus agregados. En la actualidad es posible producir algunos tipos de agregado de manera artificial, como por ejemplo la perlita y la vermiculita que se obtienen de la cocción de espumas volcánicas, otro ejemplo lo constituye el agregado ligero que se obtiene de la expansión por cocción de nódulos de arcilla, en general a estos agregados se les puede llamar agregados sintéticos. Existen otros materiales resultado de la actividad industrial que bajo ciertas condiciones pudieran usarse como agregados (en lugar de almacenarse como desperdicio), como la escoria de alto horno, la arena sílica residual del moldeo de motores, la ceniza de carbón quemado y otros. Los agregados ya sean naturales, triturados o sintéticos se emplean en una gran variedad de obras de ingeniería civil, algunas de las aplicaciones pueden ser: construcción de filtros en drenes, filtros para retención de partículas sólidas del agua, rellenos en general, elaboración de concretos hidráulicos, elaboración de concretos asfálticos, elaboración de morteros hidráulicos, construcción de bases y subbases en carreteras, acabados en general, protección y decoración en techos y azoteas, balasto en ferrocarriles y otras.

¿Qué se entiende por partícula?Partícula es un concepto con varios usos. Por lo general se emplea para nombrar a una porción de dimensiones muy reducidas de materia. Para la química, una partícula es el fragmento más pequeño de materia que mantiene las propiedades químicas de un cuerpo. En este sentido, los átomos y las moléculas son partículas. Cuando una partícula no está formada por otras unidades más pequeñas, se habla de partícula elemental. Estas partículas constituyen el elemento más básico y primordial de una materia. La especialidad de la física que se encarga de analizar estas unidades elementales que forman la materia recibe el nombre de física de partículas. Esta rama se encarga del estudio de cuestiones como los aceleradores de partículas, que son máquinas que provocan colisiones de partículas para generar nuevos elementos subatómicos. Dentro del ámbito de la física, podríamos decir que existen otros dos tipos de partículas significativas, como son las siguientes:

• Partícula elemental, que es aquella que se considera que no se puede descomponer en otras mucho más simples.• Partícula alfa, que es la denominación que se emplea para referirse al núcleo de helio que es fruto de algún tipo de reacción nuclear o desintegración.

No hay que olvidarse tampoco de otra serie importante de tipos de partículas, entre los que se encuentra la siguiente: partícula mineral, que viene a ser un elemento que se puede ver a simple vista y que le da forma a una roca, junto a otras más. En el sector de la informática también se emplea el término partícula que ahora nos ocupa. En concreto, en ese campo se suele hablar de sistema de partículas. Básicamente este es un software que se utiliza dentro de los programas de aplicación para poder animar una gran variedad de objetos. Para poder conseguir eso, se opta por poner en juego parámetros tan importantes como la velocidad, la fuerza, el comportamiento casual o el amortiguamiento. Todo esto sin olvidar la cantidad de partículas y su división. En el ámbito de la gramática, las partículas son aquellos fragmentos que no cambian en el marco de una oración o que permiten formar algunos vocablos. Dentro del lenguaje coloquial, por último, la noción de partícula está asociada a los sedimentos o residuos que se advierten en

algo. Si una persona le dice a otra que no beba el vaso de agua que tiene frente a sí ya que presenta “partículas”, le estará informando que el líquido exhibe formaciones extrañas que no deberían estar en él. En un sentido similar, alguien puede sugerir que se laven unas sábanas por tener en su superficie numerosas “partículas de polvo”. La solución para revertir esta situación y recuperar la limpieza de esta prenda, por lo tanto, será eliminar las partículas.

¿Qué tamaño de partículas se encuentra en los suelos?De acuerdo al tamaño predominante de partículas que contenga el suelo, los suelos generalmente son llamados: grava, arena, limo, arcilla o una mezcla de ellos.

Tabla 1.7. Sistemas para identificar el tamaño de partículas del suelo (Das, 1998).

Diversas organizaciones que estudian aspectos relacionados con el suelo han elaborado sistemas de clasificación para identificar el tamaño de las partículas de un suelo para sus propósitos específicos. En la Tabla 1.7 se muestra algunos de los sistemas más conocidos empleados por estas organizaciones para identificar las partículas del suelo. El sistema de clasificación unificado (USCS) ha sido adoptado como el estándar por la ASTM (American Society for Testing and Materials) y el reglamento que esta sociedad ha desarrollado para el análisis y estudio del suelo es aceptado a nivel internacional.

Grava: según la norma ASTM D2487 el tamaño de estas partículas varía de 75 a 4.75 mm, estas a su vez están divididas en dos categorías: grava gruesa que está comprendida entre 75 y 19 mm y grava fina que está comprendida entre 19 y 4.75 mm.Las gravas son acumulaciones sueltas de fragmentos de roca de textura redondeada, debido al desgaste que sufren las partículas al ser transportadas por las corrientes de los ríos. Como material suelto suele encontrarse en los lechos, márgenes, en los conos de deyección de los ríos y suele encontrarse depósitos con grandes cantidades.

Arena: se llama arena a las partículas granulares de textura variada procedentes de la desintegración de las rocas o de su trituración artificial y cuyo tamaño según la norma ASTM D2487 varía entre 4.75 a 0.075 mm, la arena está clasificada en tres categorías: arena gruesa que tiene un tamaño de 4.75 a 2 mm, la arena mediana de un tamaño comprendido entre 2 y 0.425 mm y la arena fina comprendida entre 0.425 y 0.075 mm.El origen y la existencia de la arena es análoga a la de la grava, comúnmente las dos suelen encontrarse juntas en el mismo depósito. Principalmente está compuesta de cuarzo y otros minerales que dan resistencia mecánica a las partículas.

Limo: el limo es una partícula mineral pequeña de textura granular o escamosa, que suele encontrarse en las canteras y en los ríos. El tamaño de las partículas de limo según la norma ASTM D2487 es menor a 0.075 mm. Su color varía desde gris claro a muy oscuro. El suelo compuesto por limo es relativamente impermeable, fácilmente erosionable.

Arcilla: se da el nombre de arcilla a las partículas sólidas de textura escamosa, compuestas de minerales de arcilla con un tamaño diminuto mucho menor a 0.075 mm. La arcilla químicamente es un silicato hidratado de: aluminio, hierro o magnesio. Las microestructuras que forman las partículas diminutas que componen la arcilla ocasionan que esta sea poco permeable y el contenido de humedad comunica a la masa de suelo la propiedad plástica.

Los tamaños de partículas que se encuentran en los suelos son:

Muy grueso: Cuando se obtienen partículas mayores a 1000 µM. Grueso: Cuando se obtienen partículas entre 355 – 1000 µM.Moderadamente fino: Cuando se obtienen partículas entre 180 – 355 µM.Fino: Cuando se obtienen partículas entre 125 – 180 µM.Muy fino: Cuando se obtienen partículas entre 90 – 125 µM.

¿Se relacionan la forma de partículas con el tamaño?Con excepción de los granos esféricos o cúbicos, una sola dimensión no puede determinar con exactitud el tamaño de las partículas de un suelo. Por eso, la clasificación según forma adquiere tanta importancia como su tamaño. Los geólogos suelen emplear términos tales como: en forma de disco, de hojas, de varas, de esferas, etc., para describir la relación predominante de dimensiones en las partículas.

En ingeniería de suelos, se clasifican los granos según las siguientes formas:

-Redondeadas -De cantos vivos -De cantos redondeados -Laminares o en escamas - -Alargadas o en bastones

La forma de las partículas influye en el comportamiento y la capacidad portante de un suelo. En todos los granos se pueden determinar los siguientes parámetros:

a) La esfericidad b) La angulosidad c) La planeidad

¿Qué se entiende por estructura del suelo?Cuando hablamos de la estructura del suelo nos estamos refiriendo a la forma en la que el suelo está compuesto y al modo en que se encuentran dispuestas sus diversas partes. El suelo en su evolución natural origina una estructura vertical, conocida como perfil. En la estructura del suelo se pueden divisar diferentes capas que es producto de su movimiento interno y del transporte vertical, estas capas son conocidas como horizontes. Las dimensiones del transporte vertical son dos: la lixiviación y la capilaridad y puede presentar diferencias en los tipos de suelos. La lixiviación se presenta cuando se filtra el agua verticalmente des de la superficie, llevando a su paso diversas sustancias, y la capilaridad es otro tipo de ascenso vertical pero se presenta mayormente en climas con estaciones secas y con estaciones húmedas. Los suelos pueden ser autóctonos, que son los que se encuentran asentados sobre su roca madre, y suelos aloctonos que están formados por una raíz mineral que es el resultado de procesos geológicos de transporte. La matriz mineral que presentan los suelos es proporcionada por la roca madre.

Horizontes del suelo: se conoce como horizonte del suelo a un nivel o porción de suelo paralela a la superficie, para reconocer las diferentes capas u horizontes hay que diferenciarlas por sus propiedades físicas, químicas y de composición y por su desigualdad con las demás capas adyacentes. Los horizontes o niveles de suelo son clasificados de acuerdo a sus propiedades cualitativas y a sus propiedades cuantitativas. Los horizontes genéticos son considerados básicamente por las propiedades cualitativas del suelo.

Tipos de horizontes genéticos: el suelo posee diversos horizontes genéticos como son: el horizonte H, que se encuentra compuesto por material orgánico en la superficie y que se encuentra saturado de agua por mucho tiempo. El horizonte O, está compuesto por material orgánico en la superficie, se encuentra saturado de agua pocos días en el año y posee más de 35% de materia orgánica. El Horizonte A, es un

nivel que se encuentra formado por material mineral y por pequeñas porciones de materia orgánica organizada en partículas finas, formando lo que se conoce como humus, la materia orgánico que posee este horizonte se encuentra generalmente en su superficie o por debajo del horizonte O. El Horizonte E se encuentra generalmente debajo del horizonte A, posee un color claro a diferencia del anterior y tiene poco contenido de materia orgánica. El horizonte C es un horizonte que está compuesto por minerales de rocas que no están lo suficientemente firmes, este horizonte también se le conoce como material parental y se extiende hasta la roca consolidada. El horizonte R es el que está formado por la roca madre, es lo suficientemente fuerte y no se destruye con el agua. El horizonte D es el que está compuesto por la roca madre.

Estructura molecular del suelo: la estructura del suelo está definida por la forma en la que los diferentes compuestos terrosos estas dispuestos entre sí. La arcilla por ejemplo, posee una forma laminar y cuando sus partículas se juntan tienden a colocarse unas sobre otras, en el complejo de arcilla existen compuestos orgánicos, al juntarse las partículas presenta un distanciamiento entre sí, producto de las moléculas orgánicas que poseen. Los factores que intervienen para hacer una buena estructura de grumos, para la utilización agronómica son: Las funciones químicas de algunos iones como el calcio y el óxido de hierro. El accionar de las raíces de las plantas. Labrar el terreno para introducir sustancias orgánicas, así produciendo espacios vacíos. La diferencia de climas, variación entre el hielo y el deshielo y entre periodos secos y húmedos Por el contrario, los factores que intervienen en la destrucción de grumos son los siguientes: El agua se comporta como elemento separador o diluyente de las sales minerales.

¿Qué diferencia de comportamientos existe entre los suelos finos y gruesos?

SUELOS GRUESOS: Los materiales constituidos por partículas gruesas se identifican prácticamente en forma visual. Extendiendo una muestra seca del suelo sobre una superficie plana puede juzgarse, en forma aproximada, de su graduación, tamaño de partículas, forma y composición mineralógica. Para distinguir las gravas de las arenas pude utilizarse un tamaño de ½ cm equivalente a la malla 4, y para la estimación del contenido de finos basta considerar que las partículas de tamaño correspondiente a la malla 200 son las más pequeñas y pueden distinguirse a simple vista.

En lo

referente a la graduación del material de tenerse bastante experiencia en el examen visual, pues se comparan los materiales mal graduados de los bien graduados, obtenidos en laboratorio. En algunos casos es importante determinar la integridad de las partículas constituyentes del suelo, en cuyo caso se realiza un examen cuidadoso. Las partículas de origen ígneo se identifican fácilmente, las partículas intemperadas se reconocen por las decoloraciones y la relativa facilidad en que se desintegran.

SUELOS FINOS: Una de las ventajas de este sistema es la identificación de suelos finos con algo de experiencia. El mejor modo de adquirir esta experiencia sigue siendo el aprendizaje al lado de quien ya lo posea. Las principales bases de criterio para identificar suelos finos en el campo son la investigación de las características de dilatación, de tenacidad, y de resistencia en estado seco. El color y el olor del suelo pueden ayudar, especialmente en suelos orgánicos. El conjunto de pruebas se efectúa en una muestra previamente cribada por la malla 40, en ausencia de ella, previamente sometido a un proceso manual equivalente.

Los suelos finos forman agrupaciones compactas y bien uniformizadas pues su compactación y su consistencia son mayores a las de los suelos gruesos, en cambio los suelos gruesos adoptan formas vaporosas con grandes volúmenes de vacíos.

¿Qué se entiende por textura en un suelo?Cuando hablamos de las condiciones necesarias para un cultivo determinado nos fijamos mucho en el clima. Si soportará o no los fríos del invierno o por el contrario el calor excesivo del verano. El suelo es un factor que se deja en segundo plano y es igual o más importante que las condiciones climáticas. Cuando hablamos de suelos arcillosos, arenosos, francos hablamos de textura del suelo. La textura indica el contenido relativo de partículas de diferente tamaño, como la arena, el limo y la arcilla, en el suelo. La textura tiene que ver con la facilidad con que se puede trabajar el suelo, la cantidad de agua y aire que retiene y la velocidad con que el agua penetra en el suelo y lo atraviesa.

¿Cuáles son las principales propiedades índices?

¿Cuáles son las propiedades índices qué se determinan en laboratorio por medio de ensayos?

PROPIEDADES ÍNDICES SIMBOLO DEFINICION

Humedad ( % ) ω Ww /Ws

Gravedad específica Gs γ s / γw

Peso unitario seco γd W s / V t

Deduzca todas las propiedades índices partiendo de los datos de laboratorio.Las propiedades índice que se determinan en laboratorio a través de los ensayos son : ω , Gs , γd , los restantes γ t , γ s , n , e , Sr , DR son calculados a partir de estos con datos sacados de laboratorio.

Relacione las distintas magnitudes definidas entre sí.

Una magnitud física es una propiedad o cualidad medible de un sistema, es decir, a la que se le pueden

asignar distintos valores como resultado de una medición o una relación de medidas. Las magnitudes

físicas se miden usando un patrón que tenga bien definida esa magnitud, y tomando como unidad la

cantidad de esa propiedad que posea el objeto patrón. Por ejemplo, se considera que el patrón principal

PROPIEDADES ÍNDICES SIMBOLO DEFINICION

Peso unitario natural γ t W t / V t

Peso específico γ s W s / V s

Porosidad n Vv / V t

Índice de vacíos e Vv /Vs

Grado de saturación (%) Sr V w / Vv

Índice de Densidad o Densidad Relativa

D.R. ( emáx- e ) / ( emáx- emín) γdmax(γd-dmin)/γd(γdmax- γdmin)

de longitud es el metro en el Sistema Internacional de Unidades. Existen magnitudes básicas y derivadas,

y constituyen ejemplos de magnitudes físicas: la masa, la longitud, el tiempo, la carga eléctrica, la

densidad, la temperatura, la velocidad, la aceleración y la energía. En términos generales, es toda

propiedad de los cuerpos o sistemas que puede ser medida. De lo dicho se desprende la importancia

fundamental del instrumento de medición en la definición de la magnitud.

¿Qué propiedades índice dependen de la estructura del suelo?

Las pruebas necesarias para este objeto se conocen como pruebas de clasificación, y los resultados

como propiedades Índice de los suelos.

Ejecutando las pruebas convenientes de clasificación y determinando las propiedades Indice

correspondientes, el ingeniero adquiere medios para describir con precisión un suelo dado, sin usar

descripciones verbales que están sujetas a mal interpretaciones debido a la vaguedad de la terminología.

El desarrollo de la facultad de pensar en los suelos en función de valores numéricos de sus propiedades

índices, debe ser uno de los objetivos principales de todo ingeniero interesado en cimentaciones.

Las propiedades índices pueden dividirse en dos tipo generales, en propiedades de los granos de los

suelos y propiedades del agregado o conjunto. Las propiedades de los granos son las correspondientes a

las partículas individuales de que está compuesto el suelo, sin hacer referencia a la manera en que estas

partículas están dispuestas en un depósito de suelo. Así, es posible determinar las propiedades de los

granos de cualquier muestra de suelo, esté alterada o no. Por otra parte, las propiedades del suelo en

conjunto, dependen de la estructura y disposición de las partículas en la masa del suelo. Aunque

comúnmente se usan las propiedades de los granos para fines de identificación, el ingeniero debe saber

que las propiedades del suelo en conjunto tienen una mayor influencia en el comportamiento desde el

punto de vista técnico de un suelo.

Propiedades de las partículas sólidas.

Tamaño de los granos: La propiedad más importante de los granos en los suelos de grano grueso es

su distribución granulométrica o por tamaños, que se determina por medio de un análisis mecánico. Los

tamaños de los elementos en granos gruesos pueden determinarse usando un juego de cribas. La malla

que se usa más comúnmente en el campo o en el laboratorio es la No. 200 U.S. estándar, en la que la

anchura (abertura) de las mallas es de 0.075 mm. Por esta razón se ha aceptado como la frontera

estándar entre los materiales de grano grueso y los de grano fino.

Para determinar la distribución granulométrica de las partículas de cualquier suelo que contenga material

de grano fino, deberá usarse el método de análisis mecánico en húmedo. Los métodos de análisis en

húmedo se basan en la ley de Stokes, que dice que la velocidad a la que cae una partícula esférica a

través de un medio líquido, es función del diámetro y del peso específico de la partícula. Se hace una

suspensión del suelo, que se agita y luego se deja en reposo. Después que ha transcurrido un tiempo

dado, todas las partículas mayores que las de un tamaño determinado se han asentado debajo de un

plano situado a una profundidad arbitraria en la suspensión. Este tamaño puede calcularse por medio de la

ley de Stokes. La densidad correspondiente de la suspensión a la profundidad arbitraria es la medida de la

cantidad de suelo menor que el tamaño calculado. De esa manera, midiendo la densidad en tiempos

diferentes, puede determinarse la distribución de los tamaños de las partículas.

Composición mineralógica: La propiedad más importante de los granos de los materiales de grano

fino de los suelos es la composición mineralógica. Si las partículas del suelo son más pequeñas que 0.002

mm, la influencia de la fuerza de gravedad en cada partícula es insignificante comparada con las fuerza

eléctricas que actúan en la superficie de la partícula. Un material en el que predomina la influencia de las

cargas superficiales se dice que está en estado coloidal. Las partículas coloidales del suelo consisten

principalmente en minerales de arcilla, que se originaron de los minerales de las rocas por meteorización,

pero que tienen estructuras cristalinas que difieren de los minerales originales.

Los tres grupos más importantes de los minerales de arcilla son la esméctica, la illita, y la caolinita. Todos

ellos son silicatos de aluminio hidratados. Los resultados de los estudios en que se ha utilizado el

microscopio electrónico y las técnicas de difracción de los rayos X, demuestran que los minerales de

arcilla tienen una estructura reticular, en la que los átomos están dispuestos en varias capas, semejantes a

las páginas de un libro. La disposición y la composición química de estas capas determinan el tipo de

mineral de arcilla.

Peso específico γ s W s / V s

Humedad ( % ) ω Ww /Ws

Índice de vacíos e Vv /Vs

Peso unitario seco

γd W s / V t

Ordene de mayor a menor los distintos pesos específicos de los suelos

Tipo de

sueloConsistencia

Angulo de

fricción

internaÆ e

n grados

Peso

específico

en kg/cm²

Arena gruesa o arena con grava

Compacta 40 2250

suelta 35 1450

Arena media

Compacta 40 2080

suelta 30 1450

Arena limosa fina o limo arenoso

Compacta 30 2080

suelta 25 1365

Limo uniforme

Compacta 30 2160

suelta 25 1365

Arcilla - limo

Suave a mediana

201440 - 1920

Arcilla limosa

Suave a mediana

151440 - 1920

ArcillaSuave a mediana

0.11440 – 1920

Dé rangos de valores de la relación de vacíos, la porosidad, pesos específicos y humedades de los principales tipos de suelos.

La proporción de vacíos en un elemento de suelo se expresa en función de la Relación de Vacíos, Razón de vacíos o Índice de Poros, denotada con e, o en función de la Porosidad, denotada con n.

Ambas propiedades, e y n son parámetros adimensionales, y con frecuencia n se expresa en porcentaje. Como se observa, e vincula el volumen de vacíos con una magnitud constante, para un determinado tipo de suelo, en el tiempo; en tanto n lo hace con un valor que varía en el tiempo (por cargas, desecamiento, o humectación).

Construya una tabla con valores típicos de las relaciones de vacíos máximas y mínimas en suelos granulares. Calcule la Densidad relativa o Índice de densidades para cada uno de los seleccionados. Relacione los resultados con el estado físico del suelo de poco denso a muy denso

Defina el equivalente de arena de un suelo. ¿Qué indica?

El Equivalente de Arena es una prueba de laboratorio, que se realiza con el objeto de determinar qué porcentaje de una muestra se puede considerar como arena. De manera muy simple lo que se hace es separar por medio de una solución química las partículas finas o polvos de las arenas. Se considera que una arena tiene una excelente calidad si tiene un equivalente superior al 90%.

Describa distintos métodos para la determinación de la humedad y pesos específicos “in situ

Ensayo de penetración estándar. SPTEl ensayo de penetración estándar, SPT (Standard Penetration Test), es el más común dentro de los ensayos “in situ”; prácticamente todas las empresas dedicadas a los reconocimientos geotécnicos disponen del equipo necesario para realizarlo y además, en la geotecnia actual, es el mejor ensayo para investigar la compacidad de depósitos de arena en profundidad.

Penetró metros dinámicosLa forma más económica y sencilla de ensayar el terreno en profundidad consiste en la hinca de un varillaje con una punta metálica de forma conveniente. Este equipo consiste en un varillaje metálico macizo de 32 mm de diámetro exterior que hinca una puntaza metálica de la forma y dimensiones, La hinca se realiza con una maza de 65 kg (o con los 63,5 kg del SPT) que cae libremente desde 50 cm de altura.Durante la hinca se van contabilizando los números de golpes para hacer avanzar la hinca 20 cm. El resultado se suele representar en forma de diagrama de ese número de golpes “NB” obtenido en cada profundidad.

GRANULOMETRIA

¿Qué representa la granulometría de un suelo?

Representa la distribución por tamaño de las partículas mayores que 0.08 mm de una muestra de suelo mediante tamizado.Son las proporciones relativas en las que se encuentran las diferentes partículas minerales del suelo (grava, arena, limo y arcilla) expresada con base al peso seco del suelo en (en %) después de la destrucción de los agregados.

¿Cómo debe ser una muestra para la ejecución de un ensayo granulométrico?

1) El analizador de partículas utiliza la difracción de un haz de láser para obtener el tamaño de las partículas, basándose en la teoría y algoritmos de Fraunhofer y Mie. Para la utilización de la teoría de Mie es necesario indicar el índice de refracción de la muestra. Ambas teorías están desarrolladas para partículas ideales esféricas y no porosas, y por lo tanto los resultados obtenidos pueden variar ligeramente debido a la forma y porosidad de las partículas.

2) La cantidad de muestra necesaria para el análisis depende de las características del material (densidad, tamaño, etc.). Para muestras sólidas se necesita entre 6 y 10 gramos de muestra; para muestras liquidas entre 5 y 10 ml. Las muestras que se envíen para análisis deben colocarse en frascos pequeños de vidrio o plástico con tapa y no deben superar las cantidades indicadas.

3) El rango de medición del analizador es de entre 0,04 y 500 micrones. Sólo se analizará la fracción menor a 500 micrones. Por lo tanto, cuando haya partículas mayores de 500 micrones las muestras deben ser tamizadas, separándose la fracción mayor a 500 micrones, previamente a ser entregadas para su medición.

4) Muestras sólidas. Para un correcto análisis es necesario que las partículas no estén artificialmente aglutinadas. Para evitar inconvenientes solo se recibirán muestras que cumplan con los siguientes requisitos:

a) Debe indicarse la naturaleza del material a medir.b) Las partículas a medir deben separarse fácilmente entre sí.c) Si las muestras tienen amplio rango granulométrico y contenido de material arcilloso es conveniente que

se entreguen en preparados homogeneizados en forma de un fango húmedo y denso para evitar la formación de barquillos de desecación.

5) Muestras líquidas. Las muestras líquidas deben mostrar una perfecta dispersión, sin precipitados ni depósitos en el fondo del frasco. Deben ser dispersadas preferentemente en soluciones de base acuosa y debe indicarse la naturaleza del soluto. Si se utiliza un solvente que no sea agua es necesario indicar el tipo de solvente. El mismo debe tener un pH neutro o cercano a neutro, para no corroer las piezas del equipo.

6) El equipo contiene un ultrasonido dispersor, al cual todas las muestras, tanto sólidas como liquidas, son sometidas durante la medición para lograr una mejor dispersión de las partículas. Sin embargo éste no garantiza que la dispersión de las partículas ocurra en su totalidad, si en la muestra hubiera elementos aglutinados.

7) A modo de síntesis, cabe aclarar que el análisis ofrecido no incluye el preparado de la muestra por parte del operador. Es decir que la reducción del volumen de muestra, el tamizado, la dispersión granulométrica, la eliminación de materia orgánica para evitar aglutinamientos, la eliminación de carbonatos si fuese deseado, o cualquier otro procedimiento de rutina, quedan por cuenta del solicitante.

Describa tipos de ensayos granulométricos y la aplicación de cada uno de ellos.

METODOS DE ENSAYOExisten diferentes métodos, dependiendo de al mayor proporción de tamaños que existen en la muestra que se va a analizar. Para las partículas Gruesas, el procedimiento utilizado es el Método Mecánico o Granulometría por Tamizado. Pero para las partículas finas, por dificultarse más el tamizado se utiliza el Método del Sifoneado o el Método del Hidrómetro, basados en la Ley de Stokes.

GRANULOMETRIA POR TAMIZADOEs un proceso mecánico mediante le cual se separan las partículas de un suelo en sus diferentes tamaños, denominado a la fracción 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 tamaño de la muestra, esto solo separa una porción de suelo entre dos tamaños.

METODO POR SEDIMENTACIONSe basa en la Ley de Stokes, el cual establece “La velocidad de caída de una partícula esférica a través de un medio líquido, es función del diámetro y del peso específico de la partícula”. Desarrollándose así el Método del Sifoneado y el Método del Hidrómetro.

METODO DEL SIFONEADOTiene como objetivo principal determinar cuantitativamente, los % de las partículas de limo, arcilla y coloides de un suelo.

METODO DEL HIDROMETROPermite determinar el rango de diámetros correspondientes a las partículas que se sedimentan en un instante dado.

¿Qué datos obtiene de una curva granulométrica? Justifique el uso de los coeficientes de Uniformidad y Curvatura.

La curva granulométrica de un suelo es una representación gráfica de los resultados obtenidos en un laboratorio cuando se analiza la estructura del suelo desde el punto de vista del tamaño de las partículas que lo forman. Para este análisis se utilizan dos procedimientos en forma combinada, las partículas mayores de separan por medio de tamices con aberturas de malla estandarizadas, y luego se pesan las cantidades que han sido retenidas en cada tamiz. Las partículas menores se separan por el método hidrométrico.Se representa gráficamente en un papel denominado "log-normal" por tener en la horizontal una escala logarítmica, y en la vertical una escala natural.

Coeficiente de curvatura

Se define el coeficiente de curvatura como:

Cc = (D30)2 / (D60 ⋅ D10)

Siendo Dx la abertura del tamiz por el que pasa el x% de la muestra.

Este coeficiente refleja la curvatura de la curva granulométrica. Los suelos bien graduados tienen valores de este coeficiente comprendidos entre 1 y 3.

Coeficiente de uniformidad

El coeficiente de uniformidad, definido originalmente por Terzaghi y Peck, se utiliza para evaluar la uniformidad del tamaño de las partículas de un suelo. Se expresa como la relación entre D60 y D10, siendo:

D60 = el diámetro o tamaño por debajo del cual queda el 60% del suelo, en peso; y, D10 = el diámetro o tamaño por debajo del cual queda el 10% del suelo, en peso.

En el gráfico del ejemplo se tiene:

D60 = 0.42 D10 = 0.04 Cu = D60 / D10 = 10

Un suelo con un Coeficiente de uniformidad menor de 3, se considera muy uniforme. En el límite, si un terreno estuviera formado por esferas perfectamente iguales, su coeficiente de uniformidad sería 1. El suelo cuya curva granulométrica se presenta en el gráfico, con Cu = 10, podría ser llamado de "arena limosa bien graduada".

¿Cómo se clasifican los suelos según su tamaño?Una de las razones que han contribuido a la difusión de las técnicas granulométricas es que, en cierto sentido, la distribución granulométrica proporciona un criterio de clasificación. Los conocidos términos arcilla, limo, arena y grava tiene tal origen y un suelo se clasificaba como arcilla o como arena según tuviera tal o cual tamaño máximo. La necesidad de un sistema de clasificación de suelos no es discutible, pero el ingeniero ha de buscar uno en que el criterio de clasificación le sea útil.

En geología, este análisis granulométrico permite diferenciar diversas clases de materiales independientemente de su naturaleza química. La siguiente tabla muestra esta clasificación:

Escala granulométrica

Partícula Tamaño

Arcillas < 0,002 mm

Limos 0,002 – 0,06 mm

Arenas 0,06 – 2 mm

Gravas 2 – 60 mm

Cantos rodados 60 – 250 mm

Bloques >250 mm

Tomando en cuenta el peso total y los pesos retenidos, se procede a realizar la curva granulométrica, con los valores de porcentaje retenido que cada diámetro ha obtenido. La curva granulométrica permite visualizar la tendencia homogénea o heterogénea que tienen los tamaños de grano (diámetros) de las partículas.

Clasificación de los suelos usada en diferentes países.

¿Qué diferencias fundamentales hay entre una grava y una arena?

Gravas (>2 mm) Arenas (entre 0,006 y 2 mm)Los granos no se apelmazan aunque estén húmedos, debido a la pequeñez de las tensiones capilares.Cuando el gradiente hidráulico es mayor que 1, se produce en ellas flujo turbulento.

Los granos se apelmazan si están húmedos, debido a la importancia de las tensiones capilares.No se suele producir en ellas flujo turbulento aunque el gradiente hidráulico sea mayor que 1.

¿Qué diferencias fundamentales hay entre una arena y un limo?

Arenas (entre 0,06 y 2 mm) Limos (entre 0,002 y 0,06 mm)Partículas visibles.En general no plásticas.Los terrenos secos tienen una ligera cohesión, pero se reducen a polvo fácilmente entre los

Partículas invisibles.En general, algo plásticos.Los terrenos secos tienen una cohesión apreciable, pero se pueden reducir a polvo con

dedos.Fácilmente erosionadas por el viento.Fácilmente arenadas mediante bombeo.Los asientos de las construcciones realizadas sobre ellas suelen estar terminados al acabar la construcción.

los dedos.Difícilmente erosionados por el viento.Casi imposible de drenar mediante bombeo.Los asientos suelen continuar después de acabada la construcción.

¿Qué diferencias fundamentales hay entre un limo y una arcilla?

Limos (entre 0,002 y 0,06 mm) Arcillas (< 0,002 mm)No suelen tener propiedades coloidales.A partir de 0,002 mm, y a medida que aumenta el tamaño de las partículas, se va haciendo cada vez mayor la proporción de minerales no arcillosos.Tacto áspero.Se secan con relativa rapidez y no se pegan a los dedos.Los terrones secos tienen una cohesión apreciable, pero se pueden reducir a polvo con los dedos.

Suelen tener propiedades coloidales.Consisten en su mayor parte en minerales arcillosos.Tacto suave.Se secan lentamente y se pegan a los dedos.Los terrones secos se pueden partir, pero no reducira polvo con los dedos.

¿Qué suelo es más conveniente para una fundación uno uniforme o uno bien graduado? ¿Por qué?

Los suelos gruesos con amplia gama de tamaños (bien graduado) se compactan mejor, para una misma energía de compactación, que los suelos muy uniformes (mal graduado). Estos sin duda es cierto, pues sobre todo con vibrador, las partículas más chicas pueden acomodarse en los huecos entre las partículas más grandes, adquiriendo el contenido una mayor compacidad.