- Introducción
- Marco
teórico - Procedimiento
- Cálculos
- Ilustraciones
- Conclusiones
- Recomendaciones
- Investigación
- Importancia y utilidad del análisis
granulométrico - Definición de textura de
suelo - Bibliografía
Introducción
En el presente informe se presentara el procedimiento y
cálculos para análisis granulométrico que se
le llevo a cabo a una muestra de suelo en el laboratorio, para
clasificarlo en grava, arena, para realizar esto necesitamos el
análisis granulométrico mecánico por
tamizado al suelo que trata de la separación del suelo
para determinar sus tamaños por una serie de tamices
ordenadas de mayor a menor abertura, y luego al expresaremos de
dos maneras analíticamente o gráfica,
analíticamente a través de tablas, calculando los
porcentajes retenidos y los porcentajes que pasa por cada tamiz,
y gráficamente mediante una curva dibujada en papel
log-normal.
Los granos que conforman el suelo y tienen diferente
tamaño, van desde los grandes que son los que se pueden
tomar fácilmente con las manos, hasta los granos
pequeños, los que no se pueden ver con un microscopio. El
análisis granulométrico al cual se somete un suelo
es de mucha ayuda para la construcción de proyectos, tanto
estructuras como carreteras porque con este se puede conocer la
permeabilidad y la cohesión del suelo.
OBJETIVOS
Objetivo general
Conocer y adquirir conocimientos del
método de análisis granulométrico
mecánico para poder determinar de manera adecuada la
distribución de las partículas de un
suelo.
Objetivos específicos
Dibujar e interpretar la curva
granulométrica.Aplicar el método de
análisis granulométrico mecánico para
una muestra de suelo.Conocer el uso correcto de los
instrumentos del laboratorio.Verificar si el suelo puede ser
utilizado para la construcción de
proyectos.
EQUIPO UTILIZADO
Juego de tamices ASTM
Balanza
Cepillo
Horno
Agitador mecánico.
Taras
Cuarteador
Marco
teórico
El suelo está constituido por infinidad de
partículas y la variedad en el tamaño de estas es
ilimitada. Cuando se comenzaron las investigaciones sobre las
propiedades de los suelos se creyó que sus propiedades
mecánicas dependían directamente de esta
distribución en tamaños. Sin embargo, hoy sabemos
que es muy difícil deducir con certeza las propiedades
mecánicas de los suelos a partir de su distribución
granulométrica.
El análisis Granulométrico Es la
determinación de los tamaños de las
partículas de una cantidad de muestra de suelo, y aunque
no es de utilidad por sí solo, se emplea junto con otras
propiedades del suelo para clasificarlo, a la vez que nos auxilia
para la realización de otros ensayos. En los suelos
granulares nos da una idea de su permeabilidad y en general de su
comportamiento ingenieril, no así en suelos cohesivos
donde este comportamiento depende más de la historia
geológica del suelo.
El análisis granulométrico puede
expresarse de dos formas:
1. Analítica.
Mediante tablas que muestran el tamaño de la
partícula contra el porcentaje de suelo menor de ese
tamaño (porcentaje respecto al peso total).
2. Gráfica.
Mediante una curva dibujada en papel log-normal a partir
de puntos cuya abscisa en escala logarítmica es el
tamaño del grano y cuya ordenada en escala natural es el
porcentaje del suelo menor que ese tamaño (Porcentaje
respecto al peso total). A esta gráfica se le denomina
CURVA GRANULOMETRICA.
Al realizar el análisis granulométrico
distinguimos en las partículas cuatro rangos de
tamaños:
1. Grava: Constituida por partículas cuyo
tamaño es mayor que 4.76 mm.
2. Arena: Constituida por partículas
menores que 4.76 mm y mayores que 0.074 mm.
3. Limo: Constituido por partículas
menores que 0.074 mm y mayores que 0.002 mm.
4. Arcilla: Constituida por partículas
menores que 0.002 mm.
En el análisis granulométrico se emplean
generalmente dos métodos para determinar el tamaño
de los granos de los suelos:
1. Método Mecánico.
2. Método del Hidrómetro.
Análisis Granulométrico Mecánico
por Tamizado.
Es el análisis granulométrico que emplea
tamices para la separación en tamaños de las
partículas del suelo. Debido a las limitaciones del
método su uso se ha restringido a partículas
mayores que 0.074 mm. Al material menor que ese se le aplica el
método del hidrómetro.
Tamiz:
Es el instrumento empleado en la separación del
suelo por tamaños, está formado por un marco
metálico y alambres que se cruzan ortogonalmente formando
aberturas cuadradas. Los tamices del ASTM son designados por
medio de pulgadas y números. Por ejemplo un tamiz 2" es
aquel cuya abertura mide dos pulgadas por lado; un tamiz No. 4 es
aquel que tiene cuatro alambres y cuatro aberturas por pulgada
lineal.
Limitaciones del Análisis
Mecánico
No provee información de la forma del grano
ni de la estructura de las partículas.Se miden partículas irregulares con mallas de
forma regular.Las partículas de menor tamaño tienden
a adherirse a las de mayor tamaño.El número de tamices es limitado mientras las
partículas tienen números de tamaños
ilimitados.Tiene algún significado cuando se realiza a
muestras representativas de suelo.
Procedimiento
A partir del material traído del campo se obtiene
una muestra representativa de la masa del suelo y se seca en el
horno. Se reducen los terrones de la muestra a tamaños de
partículas elementales.
El material así reducido se emplea para realizar
la granulometría gruesa vertiendo el suelo a través
de los tamices: 3", 2½", 2", 1½", 1", ¾",
3/8", No. 4 dispuestos sucesivamente de mayor a menor, colocando
al final receptáculo denominado fondo. Luego se pasa a
tamizar el material colocándolo en los agitadores
mecánicos, cinco minutos en el de movimiento vertical y
cinco minutos en el de movimiento horizontal.
Si no se cuenta con agitadores mecánicos se
tamiza manualmente durante diez minutos. Se recupera el material
retenido en cada tamiz asegurándonos manualmente de que
las partículas hayan sido retenidas en el tamiz
correspondiente. Se procede a pesar el material retenido en cada
tamiz, pudiendo hacerse en forma individual o en forma
acumulada.
El suelo que se encuentra en el fondo se pesa siempre
individualmente. Una vez pesado, el material que se encuentra en
el fondo se cuartea para obtener una muestra que pese entre 150 y
300 gramos con la cual se hace la granulometría fina. La
muestra obtenida del cuarteo se pesa y se lava sobre el tamiz No.
200 para eliminar el material menor que ese
tamaño.
Se coloca la muestra en el horno y se seca durante 24
horas a 110 oC, después de lo cual se vierte sobre los
tamices: No. 10, No. 30, No. 40, No. 100, No. 200 y fondo
dispuestos sucesivamente de mayor a menor abertura y se procede
igual que para la granulometría gruesa.
El Cuarteo
El cuarteo tiene por objeto obtener de una muestra de
porciones representativas de tamaño adecuado para efectuar
las pruebas de laboratorio que se requieren.
El equipo necesario para efectuar el cuarteo es el
siguiente: Báscula de 120 Kg. de capacidad con
aproximación de 10 gramos, palas de forma rectangular,
hule o lona ahulado de 150 cm, como mínimo por lado, regla
de dimensiones adecuadas al volumen para cuartear, cazuelas
metálicas de forma rectangular de dimensiones apropiadas,
cucharón, partidor de muestras con aberturas en los ductos
separadores e 1.5 veces aproximadamente el tamaño
máximo de las partículas de la muestra equipada con
recipientes para depositar el material separado, y un
cucharón plano
Para efectuar el cuarteo se deberá seguir los
siguientes pasos:
– Formando un cono con la muestra para seleccionarlos
por cuadrante, para esto se resuelve primero todo el material
hasta que presente un aspecto homogéneo; traspaleando de
un lugar a otras 4 veces sobre una superficie simplemente
horizontal, lisa y limpia.
– Se procederá después a formar el cono,
depositando el material en el vértice del mismo,
permitiendo que dicho material por si solo busque su acomodo y
procurando a la vez que la distribución se haga
uniformemente.
– El cono formado se transformara en cono truncado,
colocando la pala del vértice hacia abajo y
haciéndola girar alrededor del eje del cono, con el fin de
ir desalojando el material hacía la superficie hasta
dejarlo con una altura de 15 a 20 cm. enseguida dicho cono
truncado se dividirá y separara en cuadrantes por medio de
una regla de dimensiones adecuadas.
– Se mezclara el material de dos cuadrantes opuestos y
con este, en caso de ser necesario, se repite el procedimiento
anterior sucesivamente, hasta obtener de la muestra del
tamaño requerido. Se deberá tener cuidado de no
perder material fino en cada operación del
cuarteo.
Cálculos
Granulometría Gruesa:
Granulometría Fina:
Curva granulometrica de suelo grueso y
fino.
Análisis e interpretación de
los datos
En la prueba con el agregado grueso la mayoría
paso por casi todos los tamices, y se puede notar que en esta
prueba predomina una grava fina.
Al realizarse la curva granulométrica con el
agregado fino se encuentra que es un suelo arenoso.
Ilustraciones
Agregado grueso.
Aplicando el cuarteo para el
análisis
Pesando la muestra
Tamices ordenados de mayor a
menor
Colocando la muestra
Tamices en el agitador
mecánico
Pesando la muestra retenida
Agregado fino
Pesando la muestra
Tamices
Conclusiones
La muestra de suelo grueso se puede decir que es una
grava fina.La muestra de suelo fino es una arena
fina.Al aplicar el método granulométrico
por tamizado se puede clasificar los suelos en grava, arena y
limo.El método de análisis
granulométrico mecánico es muy fácil de
aplicarlo en el laboratorio.Los objetivos fueron cumplidos y se logró el
análisis granulométrico.
Recomendaciones
Las muestras deben de estar
completamente seca para su respectiva
granulometríaLas balanzas deben de estar bien
calibradas al inicia la practicaEl tamizado debe de realizarse por un
lapso de 10min en forma individual con movimientos circulares
acenso ríalesNo debe de exceder la muestra a cada
tamiz por el método manual debido a que daña el
tamiz (sobre carga de la malla)No se debe golpear los tamices con la
mesa, se golpeara en forma suave sobre un superficie blandas
como periódicosLas bandejas antes y después de
la práctica han de estar limpias como también
los tamices (limpiar con la brochas)
Investigación
1. INTERPRETACIÓN DE LAS CURVAS
GRANULOMÉTRICAS
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.
Se representa gráficamente en un papel denominado
"log-normal" por tener en la horizontal una escala
logarítmica, y en la vertical una escala natural. El eje
de las abscisas represente el diámetro de la malla y el
eje de las ordenadas representa el porcentaje que pasa por cada
malla.
Las curvas granulométricas se usan para comparar
diferentes suelos, además, tres parámetros
básicos del suelo se determinan con esas cuervas que se
usan para clasificar los suelos granulares. Los tres
parámetros son:
Diámetro efectivo
Coeficiente de uniformidad
Coeficiente de curvatura
El diámetro en la curva de distribución
del tamaño de las partículas correspondientes al
10% de finos se define como diámetro efectivo o
D10
El coeficiente de uniformidad esta dado por la
relación:
Donde:
Cu = coeficiente de uniformidad
D60 = diámetro correspondiente al 60% de finos en
la curva
El coeficiente de curvatura se expresa como:
Donde:
Cz = coeficiente de curvatura
D30 = diámetro correspondiente al 30% de
finos
Importancia y utilidad
del análisis granulométrico
En los suelos granulares nos da una idea de su
permeabilidad y en general de su comportamiento ingenieril, no
así en suelos cohesivos donde este comportamiento depende
más de la historia geológica del suelo.
El análisis granulométrico nos permite
estudiar el tamaño de las partículas y medir la
importancia que tendrán según la fracción de
suelo que representen. Este tipo de análisis se realiza
por tamizado, o por sedimentación cuando el tamaño
de las partículas es muy pequeño, se puede
encontrar gravas, arenas, limos y arcillas. Si bien un
análisis granulométrico es suficiente
para gravas y arenas, cuando se trata de arcillas
y limos, turbas y margas se debe completar el estudio con ensayos
que definan la plasticidad del material.
La información obtenida del análisis
granulométrico puede en ocasiones utilizarse para predecir
movimientos del agua a través del suelo, aun cuando los
ensayos de permeabilidad se utilizan más
comúnmente. La susceptibilidad de sufrir la acción
de las heladas en suelo, una consideración de gran
importancia de climas muy fríos, puede predecirse a
través del análisis granulométrico del
suelo.
Definición de
textura de suelo
La textura del suelo es la
proporción en la que se encuentran distribuidas variadas
partículas elementales que pueden conformar un
sustrato.
La textura del suelo está determinada por la
proporción de los tamaños de las partículas
que lo conforman.
En un orden creciente de granulometría pueden
clasificarse los tipos de suelos.
Bibliografía
Libro de fundamentos de
ingeniería geotécnica.Mecánica de Suelos. Tomo 1.
Fundamentos de Mecánica de Suelos Editorial
Limosa.Datos obtenidos de la práctica
en el laboratorio.http://es.wikipedia.org/wiki/Curva_granulom%C3%A9trica
http://www.monografias.com/trabajos87/analisis-granulometrico/analisis-granulometrico
Autor:
Gerardo Antonio Reyes RDZ
ASIGNATURA:
LAB. DE MECANICA DE SUELOS
CATEDRATICA CLASE:
ING. VILMA CASTILLO
CATEDRATICA LABORATORIO:
ING. YANETH RIVERA
UNIVERSIDAD CATOLICA DE HONDURAS
"NUESTRA SEÑORA REINA DE LA
PAZ"
CAMPUS SPSP
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
11 DE OCTUBRE DEL 2013, SAN PEDRO SULA,
CORTES