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GEOTECNIA I Laboratorio No 2 Hidrometria

Date post: 06-Jul-2018
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  • 8/17/2019 GEOTECNIA I Laboratorio No 2 Hidrometria

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    GEOTECNIA I

    INFORME DE LABORATORIO

    PRACTICA N°2:

    DETERMINACION DEL ANALISIS GRANULOMETRICO DE LOS SUELOS

    METODO DEL HIDROMETRO

    ASTM D422- 63

    PRESENTADO A:

    ING. CARLOS MEDINA

    PRESENTADO POR:

    ASSIA DE LA ROSA JOSE GUILLERMO

    BARRIOS SOTO JOSE RAFAELPATERNINA MUÑOZ LICENA PATRICIA

    SALCEDO MADERA NESTOR LUIS

    GRUPO N°2

    INGENIERIA CIVIL

    V SEMESTRE

    UNIVERSIDAD DE SUCRE

    FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

    SINCELEJO SUCRE

    2!"3

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    INTRODUCCION

    Generalmente cuando los suelos tienen tamaños de grano pequeño no es posiblehacer análisis granulométrico por tamizado, para determinar el porcentaje de pesode los diferentes tamaños de los granos de suelo. Resulta entonces másapropiado aplicar el método del hidrómetro, el cual, hoy en da para suelos finos,quizá es el ensayo de mayor uso, el hecho se basa en el principio de lasedimentación de las partculas de suelo, las cuales se sedimentan a diferentes!elocidades, dependiendo de sus formas, tamaños y pesos.

    "a ley fundamental para realizar análisis granulométrico por hidrómetro esformulado por #to$es, en esta ley se enuncia que si una partcula esférica caedentro del agua adquiere pronto una !elocidad uniforme que depende del diámetrode la partcula, de su densidad y la !iscosidad del agua

    %ara la realización del ensayo no se usa una suspensión compuesta de agua ysuelo, porque se precipitara, en muy poco tiempo casi todo el suelo, debido a laformación de floculos originados por la presencia de diferentes cargas eléctricasen las partculas del suelo. #e utiliza un agente defloculante que neutralice lascargas eléctricas, permitiendo que se precipiten de forma indi!idual.

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    GENERALIDADES

    &l método más usado para hacer la determinación  indirecta de porcentajes de

    partculas que pasan el tamiz 'o. ()) *).)+ mm-, hasta ).)) mm, es

    el /01R23&4R5 basado en la sedimentación de un material en suspensión en un

    lquido, el hidrómetro sir!e para la determinación de la !ariación de la densidad de

    la suspensión con el transcurso del tiempo y medir la altura de cada del gramo de

    tamaño más grande correspondiente a la densidad media.

    &l análisis del hidrómetro utiliza la relación entre la !elocidad de cada entre las

    esferas de un fluido, el diámetro de la esfera, el peso especfico tanto de la esfera

    como del fluido, y la !iscosidad del fluido, en la forma e6presada por la ley de

    #to$es. "a ley de #to$es enuncia que si una partcula esférica cae dentro del agua

    adquiere pronto una !elocidad uniforme que depende del diámetro de la partcula,

    su densidad y de la !iscosidad del agua.

    %ara la realización de este método no se utiliza una solución de agua y suelo,puesto que se precipitara en muy poco tiempo casi todo el suelo, por la formación

    de folculos originados por las diferentes cargas eléctricas en las partculas del

    suelo. 1ebido a esto se utiliza un agente que neutralice las cargas eléctricas,

    permitiendo que las partculas precipiten de forma indi!idual, es decir, se

    dispersen.

    "os errores producidos en este ensayo se corrigen mediante tres métodos que son

    7orrección por menisco, por temperatura y por 1efloculante y %unto cero.

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    OBJETIVO GENERAL

    1eterminar la granulometra de una muestra de suelo fino mediante el método de

    /idrómetro para su posterior análisis de propiedades y clasificación.

    OBJETIVOS ESPECIFICOS

    − 8amiliarizar al estudiante con un método para obtener apro6imadamente la

    distribución granulométrica de los suelos finos.

    − Representar gráficamente la distribución cuantitati!a del tamaño de las

    partculas finas de un suelo.

    − 1efinir la proporción de arcilla y limos presentes dentro una masa de suelo.

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    E#UIPO E INSTRUMENTOS

    − 9alanza de sensibilidad ). gr : ( %robetas de #edimentación de ))) ml

     

    − /idrómetro *preferiblemente modelo (/-

    −  ;gente dispersante 'a%5

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    − 3azo

    DESCRIPCION DE LA MUESTRA

    T$%& '( )*(+,:

    "a muestra es un tipo de suelo fino, que en estado natural es bastante terrosa.

    #e hace una debida limpieza de impurezas como races, !idrios, plásticos u

    otros elementos que afecten el desarrollo del ensayo.

     

    P&/('(0/$:

    &sta muestra de finos se tomó de una de un depósito de suelos resultado de

    una e6ca!ación ubicada en la parte posterior de la =ni!ersidad de #ucre, sede

    %uerta Roja.

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    PROCEDIMIENTO

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    1. Tomar exactamente 50 grde suelo secado al horno ypulverizado.

    2. Luego mezclarlo con 125

    ml de solución al 4% dea!"# $exameta&os&ato desodio'( )atirlo por espacio de

    1 minuto.

    #. Trans&erir el contenido a lapro)eta de sedimentación(teniendo mucho cuidado de

    no perder material en el

    proceso. *+adir agua com,nhasta completar la marca de1000 ml de la pro)eta.

    4. !reparar la pro)eta patrónde control con agua com,n y

    125 ml de la solucióndispersante al 4% -o la

    misma ue se usó en el paso/ 1.

    5.ericar ue latemperatura del agua com,n

    sea igual para am)osrecipientes( el de

    sedimentación y el decontrol.

    3. Tomar un tapón de caucho/ 12 $usar la palma de la

    mano si no hay tapóndisponi)le' para tapar la

    )oca de la pro)eta donde seencuentra en suspensión de

    suelo y agitarla

    cuidadosamente por cercade 1 minuto.

    . !oner so)re la mesa lapro)eta( remover el tapón ytomar lecturas a intervalosde tiempo de 1( 2( #( 4( (

    15( #0( 30 minutos( y 2( 4( (13( #2( 34( 63( horas

    . 7olocar el hidrómetro y eltermómetro en el recipiente

    de control . Tomar unalectura para la corrección por

    menisco en el hidrómetrodentro de la pro)eta de

    control

    8egistrar la temperatura de la suspensión suelo agua con unaprecisión de 1/7 para cada medición del hidrómetro. 9ntre lecturay lectura del hidrómetro se de)e guardar :ste y el termómetro en

    la pro)eta de control.

    RESULTADOS

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    "os datos que se presentan a continuación fueron los obtenidos en la práctica de

    laboratorio>

    Fecha  Lectora

    NoHora delectura

    TiempoTranscur

    rido(min)

    Temperatura (ºC)

    2;0;201# 1 0

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    ANALISIS DE RESULTADOS

     ;ntes de empezar con los cálculos a partir de los datos obtenidos, se tiene que

    tener en cuenta una serie de correcciones, entre ellas tenemos> corrección por 

    menisco, corrección por temperatura y corrección punto cero.

    %ara hallar la corrección por menisco *7m- se introdujo el hidrómetro en una

    probeta con agua y obser!ando la altura a la cual el menisco se le!anta por 

    encima de la superficie del agua, en nuestro caso Cm =1.

    %ara hallar la corrección punto cero se introdujo el hidrómetro en una probeta con

    floculante ;gua?'a%5< y obser!ando la lectura del menisco en la probeta ;gua?'a%5

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    %ara proceder con los cálculos hay que tener en cuenta las !ariables que

    inter!ienen en el formato de ensayo por hidrómetro>

    • R: "ectura real del hidrómetro, corresponde a la lectura tomada en el

    laboratorio.

    • R/: "ectura corregida del hidrómetro, cuya fórmula es>  Rc= Ra−Cc+Ct 

    donde C/ @ , C, !aria con la temperatura. &sta fórmula será aplicada a

    cada lectura realizada con el /idrómetro en los distintos tiempos tomados.

    &n el formato del ensayo por hidrómetro se plasmaran los resultados a

    cada de Rc a cada lectura realizada.

    8inalmente tenemos  Rc= Ra−1+Ct   A;:B

    • 1 )+ $0&: corresponde a porcentajes de la muestra, cuya fórmula es>

    %mas fino= Rc∗α Ws

      x 100 A;:(B

    1onde  corresponde al factor de corrección por peso especfico y 5+  al

    peso de la muestra,  depende del Gs de la muestra, en nuestro caso que

    fue suministrada por el docente Gs @ (.+) y con este dato hallamos con lasiguiente formula>

    α =  Gs∗(1.65)(Gs−1 )∗2.65

    Reemplazando los !alores de Gs, tenemos que @ ).CC.

    D + *peso de la muestra- @ )gr.

    • R: 7orresponde a la lectura del hidrómetro corregido solo por menisco,

    cuya fórmula es>  R= Ra+Cm  como sabemos que 7m @ entonces la

    fórmula seria>  R= Ra+1  A;:

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    hidrómetro ;43 (/. &ste !alor se encuentra en la tabla .

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    Tabla 1.' Valores del ( para varias combinaciones de pesos unitarios ) temperatura.

    • D 8mm9> corresponde al diámetro de las partculas de suelo en suspensión,

    es la !ariable que corresponde al diámetro de la partcula en la respecti!a

    lectura. "a fórmula que calcula este !alor es>

     D= K √ L

    t   A;:B

    8inalmente se utilizan los datos de diámetro D 8))9 y 1 )+ $0&, se procede adibujar la cur!a granulométrica correspondiente a la distribución del tamaño de los

    granos.

    P&/('$)$(0,& '( C/*&+

     ; continuación se utilizara el primer dato obtenido para aplicar las formulas dadas

    y obtener los datos requeridos para la cur!a granulométrica.

    L(/,* N& ": *a = '+, T = 2+-, t min/ = 1

    . %rimero hallamos Rc con la formula A;:B, para ello nos !amos a la 4abla

    .( para obtener el 7t, aplicando la formula tenemos que Rc @ H.

    (. ;hora con el Rc, hallado en el primer paso, el !alor de  y de +,

    aplicamos la formula A;:(B, tenemos que para un R/ @ H, 1)+ $0&  @

    C.)I.

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    3 13 2 #6 # 5(13 40 6( 0(30325 0(0124

    0(00635

    #0 2 #3 #5 36(22 # 10(2 0(#4 0(0124

    0(002#

    30 23 ## #1(35

    32(30 #4 10( 0(1#####

    0(0125

    0(0052

    6 120 23 #0(5

    26(15

    5(35 #1(5

    11(15

    0(0626133

    0(0125

    0(00#1

    10 240 23 2 25(35

    50(# 2 11( 0(045 0(0125

    0(0023

    11 40 26 2# 2#(05

    45(56 24 12(4 0(025####

    0(0121

    0(00164

    12 354 26 21(5

    21(55

    42(32 22(5

    12(3 0(01623303

    0(0121

    0(0013

    1# 143

    2 21 20 #6(53 22 12(2

    0(00#5#1

    0(0124

    0(0011#

    14 2055

    2 20 16(5 #(5 21 12(6 0(0032#

    0(012#

    0(0006

    15 26#

    2 16 1 #5(30 20 1# 0(00442326

    0(0124

    0(0002

    13 #41

    #2 13(5

    1(# #4(22 1(5

    1#(4 0(00#62042

    0(011

    0(0004

    Tabla 1.% Formato de *esultados de 0nsa)o por &idrómetro

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    GRAFICA RESULTADO DE ENSA;O POR HIDROMETRO

    ))).)).)

    )

    ()

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    A0$+$+ '( /*= >0*&)?,$/

    7abe destacar que este ensayo se hizo con un suelo muy fino, del cual uno de los

    diámetros más grandes de las partculas fue de ).)

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    RtaLL> &l &nsayo trata sobre hacer la determinación indirecta de porcentajes departculas que pasan el tamiz e referencia 'K ()) mediante el método del

    hidrómetro, basada en la sedimentación del material en suspensión en un lquido.

    (. N%orque es necesario realizar el ensayoO

    RtaLL> &s 'ecesario realizar el ensayo del método del hidrómetro de una muestrasuelo debido que las partculas que lo conforman son de tamaño !ariado, losgranos gruesos que se retienen en tamiz 'o ()) son analizados por el métodogranulométrico estudiado y practicado en el anterior informe, y para granos finosque pasan el tamiz 'o ()) el método del hidrómetro, sabiendo que unacombinación de ambos y de otros estudios, nos dará información de cómo estáconformado la muestra de suelo, para su posterior conclusión si es apto o no paraconstrucciones en el ámbito ingenieril.

    #e seleccionan dichos equipos debido a que son los más aptos para realizar dicho ensayo y que están estipulados dentro de la norma ;#43 1((: H%ara realizar el &nsayo de una manera #atisfactoria se necesita de unmuestra limpia, bien la!ada y secada al horno, unos elementos o materiales

    limpios, libres de impurezas que perjudiquen el buen desarrollo del mismo y 4ener una Gua yLo cierto 7onocimiento sobre lo que se !a a realizar en el "aboratorio.

    . N&l equipo es con!encional, modificado o especialmente diseñado para esteensayoO

    RtaLL> &l &quipo es 7on!encional debido a que el proceso que es efectuado en ellaboratorio, es el mismo efectuado en cualquier otra nación, estado o territoriodonde se realicen estudios Geotécnicos y es e6igido por la norma ;#43 1((:H &ste ensayo está basado en la "ey de #to$es. &l hidrómetro sir!e para ladeterminación de la !ariación de la densidad de la suspensión con el transcurso

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    del tiempo y medir la altura de cada del gramo de tamaño más grandecorrespondiente a la densidad media. 7on este método se obtendrá

    apro6imadamente la distribución granulométrica de suelos finos.

    +. NPué limitaciones tiene este equipoO

    RtaLL> &n cuanto al análisis granulométrico, el equipo usado en laboratorio estálimitado solamente para suelos finos, ya que para la determinación de granosgruesos, se hace con otros equipos.

    I. NPue debe ser capaz de hacer el estudiante al término de esta prácticaO

    RtaLL>  ;l término de esta práctica el estudiante debe saber realizar la distribución

    granulométrica apro6imada de un suelo fino por el método del hidrómetro, debeser capaz de determinar la proporción de arcilla y limos dentro de una muestra desuelo.

    GUIA SUGERIDA

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    -  NPué forma es asumida para las partculas de suelo cuando se interpretan

    los resultados de un análisis por sedimentaciónO N&s esta suposición

    aplicada a las partculas de arcillaO

    &l análisis del ensayo del hidrómetro se realiza siguiendo la lista de

    parámetros establecidos por la ley de #to$es la cual enuncia que si una

    partcula esférica cae dentro del agua adquiere pronto una !elocidad que

    depende del diámetro de la partcula, de la densidad y !iscosidadQ es por 

    eso que para el ensayo también se supone que la forma de las partculas

    del suelo son esféricas y aplica para las arcillas.

    ANEOS

    ". M*(+, F$0 M(/' /&0 >* /&0 ( $0 '( D$+>(> G*)&+.

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